Témata
Reklama

Optický skener v průmyslové praxi

Optické měřicí systémy se ve strojírenství začaly ve velké míře využívat teprve na sklonku 90. let. Poslední roky vývoje, kdy počet jejich aplikací zejména v automobilovém průmyslu neustále roste, dávají plně za pravdu těm, kteří od počátku sázeli na jejich výhody. Práce na měření součásti je zejména u tvarových ploch nesrovnatelně rychlejší.

Princip funkce

Digitální skener Atos firmy GOM je založen na principu triangulace, k čemuž využívá stereoefektu dvou snímacích kamer. Měřený díl se položí na stůl nebo upevní do držáku a provede se série záběrů z různých úhlů pohledu. Projektor osvěcuje povrch dílu přes vestavěný rastr kontrastními světelnými proužky, jejichž tvar na povrchu součásti je snímán dvěma kamerami. Pomocí optických zobrazovacích rovnic jsou z nich automaticky vypočítány přesné 3D souřadnice jako mrak bodů, který může obsahovat až 4 miliony bodů z jednoho záběru.

Skenery Atos jsou vyráběny ve třech základních řadách, které se liší velikostí, rozlišením a technikou projekce. Jsou dodávány v sestavě zahrnující stojan, měřicí rameno s kamerami a projektorem a výkonný 64bitový počítač. Firma GOM využívá vlastního měřicího a vyhodnocovacího softwaru. Jeho vývoj probíhá přímo u výrobce, což zákazníkům garantuje nesporné výhody v jeho funkcionalitě a stabilitě. Program Atos Evaluation umožňuje získané mraky bodů exportovat do formátu STL a dále s nimi pracovat. Program Atos Inspector dokáže načíst původní CAD data, porovnat je se změřenými daty a vyčíslit odchylky v požadovaných bodech nebo je zobrazit plošně jako barevnou mapu. Jedním ze skupiny dodávaných programů je i Atos Viewer - volně šiřitelný prohlížeč dat získaných měřením. Využijí ho zejména firmy, které si objednají optické skenování u externích dodavatelů.

Reklama
Reklama
Reklama
Práce s optickým skenerem Atos

Příslušenství

Všechny systémy Atos mohou být doplněny o softwarově ovládaný rotační stůl, což je vhodné pro opakovaná měření stejných dílů. V případě požadavku plné automatizace měření existuje možnost připojit ke skeneru průmyslový robot.

K měření dutin vyvinula firma GOM tzv. touch probe - dotykovou sondu, která je opatřena referenčními body. Poloha bodu doteku je zaznamenána pomocí viditelných referenčních bodů na držáku sondy.

Skenování s využitím průmyslového robota

Aplikace

Největší rozsah použití našly optické skenery v metodách Reverse Engineering. Možnost získat s jejich pomocí konstrukční data z hotového dílu (výrobku nebo formy), počítačově rekonstruovat opotřebené plochy nebo provést zpětné korekce tvářecích postupů podle prvního výlisku byla od počátku známá. Prudký nárůst hardwarového výkonu počítačů v uplynulých deseti letech přinesl do celé CAD branže netušené možnosti zpracování velkého množství dat v krátkém čase. V případě optického skenování to znamenalo nejen podstatný nárůst rychlosti a komfortu práce se skenerem, ale především zvýšení rozlišení (počtu bodů). Z toho vyplývá i vyšší výsledná přesnost skenování, protože na tutéž jednotku délky připadá více snímaných bodů. Optická metoda proto mohla začít být využívána v kontrole výroby, a to jak kusové, tak i plně automatizované.

Doménou optického skenování ve výrobní kontrole se nejprve stala kontrola odlitků a plechových výlisků (např. dílů motorů nebo částí karoserií). Hranice velikosti snímaného tělesa nejsou stanoveny technickým omezením. V kombinaci s fotogrammetrickým systémem Tritop lze skenery Atos běžně snímat tělesa velikosti osobního automobilu, největší provedení Atos III se využívá ke kontrole letadel. Na druhé straně přineslo vysoké rozlišení možnost měřit také malé díly o ploše základny několik čtverečních mm. S úspěchem tak lze měřit běžné plastové výlisky vyrobené vstřikováním do forem.

Oblast designu a archivace 3D dat

Samostatnou kapitolu tvoří využití optických skenerů v průmyslovém designu a počítačovém sochařství v kombinaci s metodami Rapid Prototyping nebo CAM systémy. Ručně vyrobený návrh modelu se sejme skenerem, provedou se úpravy CAD dat a díl se vytiskne na 3D tiskárně; po jeho praktickém vyzkoušení a případné korekci jsou k dispozici ověřená CAD data, připravená pro výrobu. Při vývoji nového designu automobilů se často postupuje tak, že se podle koncepční studie nejprve vyrobí zmenšený model (ručně nebo pomocí metod Rapid Prototyping). Tento model se sejme optickým skenerem a pomocí CAD/CAM systému se vyrobí hotový kus prototypu v měřítku 1:1. Metody se využívá i v archivaci dat historických předmětů, soch, reliéfů apod. - jedním z úspěšných projektů firmy MCAE bylo např. získání CAD dat sochy sv. Vojtěcha na Karlově mostě.

Dotyková sonda touch probe

Vedle zmíněných oblastí hrají dnes optické skenery ve výrobních firmách nezastupitelnou roli v získávání a uchování databáze 3D dat výrobků (metody Digital Mockup Unit a 3D archiving). Všechny systémy Atos jsou certifikovány podle směrnic VDI/VDE 2634 (Optické měřicí systémy založené na skenování).

Vývoj posledních let dostatečně ukázal přednosti optických metod. Postup měření byl zjednodušen, urychlen a možnosti práce se získanými daty podstatně rozšířeny - to vše ruku v ruce se zvyšováním přesnosti měření. Lze očekávat, že tento trend bude pokračovat i do budoucna.

Josef Mačák

MCAE Systems

//www.mcae.cz/

josefm@mcae.cz

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 80626
Datum: 11. 06. 2008
Rubrika: Trendy / Měření
Autor:
Firmy
Související články
Měření v rámci celého výrobního řetězce

Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

Přesné měření libovolného materiálu nebo povrchu

Společnost Keyence uvedla na trh řadu konfokálních snímačů polohy CL-3000 pro vysoce přesné měření na jakémkoliv materiálu nebo povrchu. Tyto vysoce kompaktní koaxiální laserové snímače polohy pomáhají s takovými úkoly, jako je zlepšování kvality, prevence dodávek nevyhovujících dílů a zvyšování objemu výroby.

Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

Související články
Velmi přesný měřicí stroj pro výpočetní tomografii

Nový model TomoCheck S HA (High Accuracy) 200 společnosti Werth Messtechnik GmbH se senzorem pro výpočetní tomografii je aktuálně nejpřesnějším souřadnicovým měřicím strojem na světě.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Měřicí přístroje pro efektivní výrobu

Jestliže jsou nástroje přesně zaměřeny a seřízeny ještě před samotným obráběním mimo obráběcí stroj, lze následně zkrátit vedlejší neproduktivní časy na stroji a zvýšit tak celkovou efektivitu výroby. Přístroje pro měření a seřizování nástrojů mohou v samotném procesu třískového obrábění zajistit zvýšení produktivity až o 25 %, a to při velmi dobrém poměru cena/výkon. Úspěšné obrábění tedy vyžaduje nejen výkonné stroje, ale i přesně seřízené nástroje.

Měřicí technika se stává součástí výrobních strojů

Vzhledem k tomu, že jednou z aktivit České metrologické společnosti, z. s., je mimo jiné také sledování prezentace aktuálních metrologických novinek, trendů vývoje a zastoupení metrologie na veletrzích pořádaných v České republice i v zahraničí, navštívili jsme mimo jiné veletrh Toolex 2017, který se již po desáté konal v polském městě Sosnowiec na třetím největším výstavišti v Polsku – Expo Silesia.

Konfirmace měřidel

Příspěvek se zabývá problematikou zajištění návaznosti měření a rozebírá obvyklé metrologické čin-nosti, které jsou za tím účelem prováděny. Zákon o metrologii i běžná praxe zmiňují jako základní postupy kalibraci nebo ověření stanovených měřidel. Kalibrace je postup vedoucí k dosažení způsobilého měřidla ve dvou logických krocích podle definice VIM. Vždy musí být zjištěn aktuální stav měřidla – provádí se zkouškou, která ověří, zda je měřidlo způsobilé plnit dané specifikace, či nikoliv. Nezpůsobilé měřidlo se musí kalibrovat nebo vyřadit. O výsledku je vydán doklad (kalibrační certifikát), jímž je potvrzena způsobilost z dřívější kalibrace nebo způsobilost dosažená kalibrací novou. Zvláštní pozornost je věnována kalibraci měřidel řízených softwarem, např. u souřadnicových měřicích strojů.

Revoluční linka pro měření kvality

Je to takový český "americký sen". Začínal jako soustružník, dnes Miroslav Dušek vlastní strojírenskou firmu s mnohamilionovým obratem. Láska k poctivému řemeslu se u něj potkává s vynalézavostí, která ho nyní dovedla k vývoji revoluční linky pro měření kvality.

Průmysl 4.0 v měření aneb Kvalita 4.0

V souvislosti s postupující mírou digitalizace a automatizace výroby se často hovoří o Průmyslu 4.0 neboli čtvrté průmyslové revoluci. Tento trend se pochopitelně nevyhýbá ani oboru měření. Objevuje se dokonce nový pojem – Kvalita 4.0. Co si pod tím představit?

Měření energie je důležité ve všech oborech

Spotřeba a ve velké míře i kvalita energií je v poslední době stále více sledovanou veličinou. Měřicími systémy od přehledových měřičů spotřeby až po systémy, kde je měření, zobrazování, ukládání a grafické prezentování veličin integrováno do větších systémů lze získávat přehled o spotřebě kdykoli je to potřeba.

Ochrana provozních měřidel tlaku před mechanickým namáháním

Při měření tlaku v potrubních systémech a v nádobách se setkáváme s nepříznivými mechanickými vlivy, které mají původ v měřeném procesu. Jedná se o tlakové rázy, pulzace, otřesy či vibrace, a někdy také o přetížení nad rámec měřicího rozsahu přístroje. Pulzace tlaku v potrubí zpravidla pochází od čerpadel, případně od rotujících míchadel v nádobách. Tlakové rázy jsou způsobovány setrvačností sloupce kapaliny pohybující se v potrubí; na jejich vzniku se podílí i činnost ventilů a škrticích orgánů. Destruktivní účinky mohou mít i bubliny par a plynů v tekutině proudící přes ventily. Otřesy a vibrace jsou způsobovány zpravidla rotujícími částmi strojů, prouděním tekutin, pulzacemi a tlakovými rázy v potrubí. Tento článek si klade za cíl shrnout způsoby, jak lze tlakoměry před uvedenými vlivy ochránit.

Vestavné přístroje pro měření v silnoproudé síti

Řadou vestavných přístrojů SIRAX se doplňují přístroje s vysokým výkonem SINEAX a završují tak portfolio v této oblasti. Přístroje série SIRAX se vyznačují základní funkčností převodníku elektrických veličin za dodržení velmi dobrého poměru cena/výkon. Přístroje BM1200 a BM1400 představují jednoduché a cenově výhodné monitory silnoproudé sítě. Pro vyšší stupeň vizualizace a komfortnější koncept obsluhy jsou vhodné multifunkční monitorovací přístroje, které byly označeny MM1200 a MM1400, jsou vybaveny TFT displejem a lze je na základě přehledného menu též konfigurovat.

Zákaznické dny ve znamení počítačové tomografie

Společnost Prima Bilavčík uspořádala ve svém sídle v Uherském Brodě zákaznické dny, na nichž seznámila své partnery s novinkami ve svém sortimentu měřicích přístrojů, jakož i ve vybavení svých laboratoří. Zlatým hřebem programu bylo představení počítačového tomografu Werth TomoScope HV 500, zakoupeného koncem loňského roku.

Měřím, měříš, měříme…na obráběcím stroji

V moderních výrobních systémech složených z CNC obráběcích strojů je měření a kontrola nástrojů pro preventivní zajištění kvality nepostradatelná. Změřená data nástrojů nebo změřené hodnoty obrobků jsou potom použity k automatickému výpočtu kompenzačních hodnot v probíhajícím výrobním procesu. Pomocí automatické kompenzace rozměrů nástrojů nebo případnou výměnou nástrojů zůstávají výsledky obrábění stabilní.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit