Контрольно измерительная машина видео

28.04.202304.05.2023 admin 0 Comments

Координатно-измерительные машины и 3D-сканеры в промышленности

Здравствуйте! С вами Top 3D Shop и в очередном обзоре мы рассказываем о координатно-измерительных машинах, технологиях, по которым они работают, и их применении. Узнайте больше из этой статьи.

Содержание

Введение

Координатно-измерительные машины (КИМ) – устройства, воссоздающие в цифровом виде геометрию физических объектов, путем измерения с помощью зонда дискретных точек на их поверхности. В КИМ используются различные типы зондов: механические, оптические, лазерные и структурированного света. Положение зонда может контролироваться оператором вручную или с помощью компьютера. КИМ определяют положение зонда по его смещению от референтной позиции в трехмерной декартовой системе координат (т.е. по осям XYZ). В дополнение к перемещению зонда вдоль осей X, Y и Z, многие машины позволяют регулировать угол зонда для измерения участков, которые в противном случае были бы недоступны.

Первая двухосевая КИМ была разработана Ferranti Company of Scotland в пятидесятых годах прошлого века для точных измерений компонентов военной продукции. Первые трехосевые модели начали появляться в шестидесятых годах (DEA, Италия), компьютерное управление дебютировало в начале семидесятых, а первая коммерческая КИМ с цифровым управлением была разработана и представлена на рынок компанией Browne&Sharpe в начале восьмидесятых. Сегодня компании DEA и Browne&Sharpe являются частью шведской многонациональной корпорации Hexagon AB.

Механическое 3D-сканирование

Ручные КИМ

Мобильные и легкие ручные КИМ обеспечивают высококачественные измерения в любом месте производственного цеха и предназначены для измерения таких сложных элементов, как отверстия, прорези и грани, а также для анализа GD&T (геометрии, размеров и допусков) и сравнения с CAD-моделями в реальном времени. Ручные КИМ, как правило, беспроводные, что дает возможность измерения в самых труднодоступных местах.

Такие устройства не требуют высокой квалификации оператора, не имеют движущихся частей, точны и уже откалиброваны. В ряде случаев ручные КИМ могут использоваться в комплексе с другими измерительными или сканирующими устройствами, что существенно расширяет сферу применения тех и других.

Горизонтальные рычажные КИМ

Координатно-измерительные машины с горизонтальным рычагом применяются там, где нужен неограниченный доступ к детали со всех сторон. Вся конструкция КИМ находится на массивном основании, исключающем любые колебания во время измерений. В случае применения для автоматизированного метрологического контроля, КИМ с горизонтальным рычагом обладают самым высоким быстродействием, по сравнению с другими конструктивными исполнениями контактных средств измерения. Современные КИМ с горизонтальным рычагом, как правило, оборудуются защитой от столкновений, чтобы защитить людей от травм и материалы от повреждений.

Мостовые КИМ

Одни из самых точных, мостовые КИМ способны измерять даже самые маленькие отверстия и пазы. Жесткая конструкция позволяет избегать тепловых и иных динамических деформаций, а широкий набор сменных датчиков, зондов и щупов позволит создать точную цифровую копию исследуемой детали или сопоставить готовое изделие с моделью CAD. Мостовые КИМ, как правило, оснащаются массивным гранитным рабочим столом. Производится в вариантах с неподвижным мостом и движущимся рабочим столом, и наоборот, с движущимся мостом и неподвижным столом. Машины имеет собственную эффективную систему виброизоляции.

Портальные КИМ

Портальные КИМ – наиболее крупные из всех измерительных машин и предназначены для измерения деталей очень больших размеров. Портальная конструкция открытого типа облегчает загрузку, измерение и перемещение крупногабаритных и тяжелых деталей. Направляющие рельсы портальных КИМ изготавливаются из высококачественных материалов (как правило керамических), обладающих температурной стабильностью, хорошей жесткостью и минимальной геометрической деформацией.

Оптическое 3D-сканирование

Лазерное 3D-сканирование

Лазерные 3D-сканеры — еще один способ получения точных данных о размерах деталей. Сканирование поверхностей с помощью сенсорного зондирования в нескольких точках не дает представления о ее форме. Лазерное сканирование – технология, использующая лазерные лучи для измерения и захвата формы детали. Лазерный сканер использует разницу в отражениях лазерных лучей от различных точек поверхности, которые затем обрабатываются в программном обеспечении для получения облака точек.

Лазерное сканирование генерирует миллионы точек, чтобы дать детальное трехмерное изображение всей поверхности с очень высоким уровнем точности и детализации. Лазерные 3D-сканеры не нуждаются в физическом контакте с объектами исследований, что делает их удобными для проведения неразрушающего или дистанционного контроля. Как правило, устройства используют сетку из перекрещенных лазерных лучей, параллельные или одиночные лазерные линии. Так как лазеры – источники когерентного света, лазерные сканеры слабо чувствительны ко внешним условиям: уровню освещения или загрязненности среды.

3D-сканирование структурированным светом

Оптические 3D-сканеры — самый доступный способ получения точных данных об объекте в трех измерениях. Сканирование с помощью структурированного света — более простой и дешевый, по сравнению с лазерным, вариант оптического 3D-сканирования. На исследуемую деталь проецируется эталонный геометрический рисунок, изображение которого искажается поверхностью объекта. Две видеокамеры считывают это изображение под разными углами, а программное обеспечение сканера экстраполирует полученные данные в цифровую модель поверхности.

Хотя метрологические системы, основанные на принципе структурированного света, обладают меньшей точностью, чем лазерные 3D-сканеры, они дешевле, проще в эксплуатации и с их помощью можно безопасно сканировать живые объекты, например человека.

Контрольно-измерительные приборы, использующие структурированный свет, можно дополнить ручными измерительными инструментами, дав тем самым системе возможность исследования отверстий или углублений, недоступных для сканирования.

Мультисенсорные приборы

Комбинируя контактные и оптические измерения в одной системе, мультисенсорные измерительные машины сочетают в себе достоинства обоих подходов: скорость работы оптических систем с возможностью измерения самых труднодоступных участков сканируемой детали, — это приборы, которые совмещают в себе свойства 3D-сканера и функции КИМ, обычно представляющие из себя 3D-сканер с дополнительным щупом.

Такие устройства просты в настройке, компактны и универсальны, способны эксплуатироваться в самых тяжелых условиях, но при этом имеют возможность работы с очень крупными деталями.

Мультисенсорные измерительные машины не имеют какого-то единой универсальной конструкции, поэтому их исполнение может существенно отличаться в зависимости от целей использования или производителя.

Роботизированные КИМ

Роботы лучше всего подходят для автоматизации метрологических измерений. Роботы никогда не устают, не теряют концентрацию, обладают высокой повторяемостью и гибкостью, менее требовательны к занимаемой площади и внешним условиям. Роботы в состоянии непрерывно работать там, где человек не в состоянии находиться физически, например, в условиях опасного производства. Датчиком может быть контрольный зонд, система машинного зрения, координатно-измерительная машина, оптический 3D-сканер или любой другой из множества доступных контрольных устройств. Роботы способны работать как с самыми крупными деталями, так и с изделиями, требующими особо бережного обращения. Можно с уверенностью сказать, что не существует таких метрологических задач, с которыми не справились бы роботизированные измерительные и контрольные системы.

Примеры использования

Сканирование большой шестерни для реконструкции, DeWys Engineering

Клиент обратился в компанию DeWys Engineering для реконструкции изношенной большой литой шестерни из коробки передач. Для трехмерного сканирования применялся роботизированный восьмиосевой мультисенсорный комплекс Faro Platinum Arm LLP V3 с возможностью как лазерного, так и механического 3D-сканирования. После сбора всех данных и проверки отверстий/пазов, трехмерное облако точек было обработано в Geomagic Design X. Полученный 3D-проект был экспортирован в Soildworks, в котором, после дополнительной детализации, специалисты создали файл с инструкциями изготовления точно такой же шестерни на зубофрезерном станке.

Метрологические поверки больших партий товара, Computer Aided Technology

Менеджер по продукции Боб Ренелла рассказывает:

«Когда постоянно требуется измерять большие партии деталей с высокой точностью и скоростью, необходимо улучшить повторяемость и минимизировать время цикла. Традиционные контрольно-измерительные машины (CMM) и программное обеспечение для них слишком медленны и не удовлетворяют современным требованиям для проверки партии. Каждая деталь должна проходить через оператора контроля качества, и это создает узкое место в производственном процессе.

У компании есть три варианта: купить еще одну традиционную КИМ и нанять еще несколько операторов для ее обслуживания, передать на аутсорсинг некоторые из их групповых проверок и увеличить накладные расходы при снижении качества измерений, заменить существующую КИМ на более современное оборудование.»

«Обновление контрольного оборудования до новейшего беспроводного Creaform HandyProbe в комплекте с C-Track, оснащенных двумя камерами, позволило оператору свободно перемещаться по предприятию, не привязываясь к гранитному столу старой машины в лаборатории контроля качества. Кроме того, теперь размер детали перестал быть важным – измерение больше не ограничено рычагом КИМ. Это сэкономило огромное количество времени, которое раньше тратилось на перевозку деталей в лабораторию и обратно.»

«Использование ПО PolyWorks Inspector от INNOVMETRIC, вместе с Creaform HandyProbe, значительно упростило самые трудоемкие операции – теперь оператор в реальном времени имеет четкие пошаговые инструкции по проведению поверки.»

Контроль отверстия для вала рычага экскаватора, ScanTech TrackScan со световой ручкой TrackProbe

Рычаг ковша является важной деталью экскаватора, испытывающей большие нагрузки, со временем приводящие к износу втулки вала. Если отверстие вала не соответствует его размеру, это приводит ко все увеличивающимся колебаниям ковша во время работы и к окончательному выходу из строя всего механизма. Следовательно, обязателен периодический метрологический контроль размера отверстий рычага. Традиционные контрольно-измерительные машины, способные поверять детали такого размера с требуемой точностью, стоят очень дорого и устанавливаются стационарно, что приводит к затратам времени и средств на перевоз детали от места эксплуатации до метрологической лаборатории.

3D-сканер ScanTech TrackScan, разработанный совместно с норвежской компанией Metronor, способен создать точную трехмерную цифровую копию рычага экскаватора длиной до 10 метров прямо на месте эксплуатации. Сканер не требует использования маркеров, а в сочетании со световым пером TrackProbe позволяет измерять отверстия практически любого диаметра и глубины с очень высокой точностью. На сканирование данного рычага экскаватора, обработку результатов и метрологическую поверку ушло всего 15 минут.

Заключение

Исследования в области метрологии не стоят на месте. Каждое новое технологическое усовершенствование основано на реальных потребностях экспертов по контролю качества, которые сталкиваются со все более строгими требованиями и должны полагаться на полностью готовые к работе контрольно-измерительные аппараты, КИМ и 3D-сканеры.

Для поддержания качества продукции, а значит конкурентоспособности предприятия, следует своевременно обновлять парк оборудования.

Закажите метрологическое и контрольно-измерительное оборудование в Top 3D Shop — у эксперта по интеграции аддитивных и цифровых технологий, — получите оригинальную технику с официальной гарантией и лучшим возможным сервисом.

Источник

Координатно-измерительные машины и 3D-сканеры в промышленности

Top 3D Shop приветствует вас! Сегодня рассказываем о технологиях механического и оптического сканирования в трех измерениях. Знакомим с принципами работы и областями применения КИМ — координатно-измерительных машин. Сравниваем разное оборудование. Узнайте больше из статьи.

Введение

Источник: aberlink.com

Координатно-измерительные машины (КИМ) – это приборы для точных контактных измерений объектов. Устройства работают при помощи специальных датчиков (зондов), определяющих положение точек на поверхности объектов.

Перемещением измерительной головки может управлять компьютер или оператор. Координатно-измерительная машина определяет положение датчика по изменению его положения, в сравнении с исходной позицией по осям XYZ. Для работы в труднодоступных участках КИМ изменяет угол наклона датчика при движении.

Источник: starrapid.com

Хронология создания КИМ

1950-е годы XX века. Шотландская компания Ferranti Company представила миру первый образец 2х-осевой измерительной машины. Устройство было разработано для решения задач военной промышленности.

1960-е годы XX века. Итальянская компания DEA создает 3х-осевые КИМ.

1970-е годы XX века. Появление устройств, управляемых компьютером.

1980-е годы XX века. Browne&Sharpe разрабатывают первую коммерческую машину с цифровым управлением.

Стоявшие у истоков развития отрасли Browne&Sharpe и DEA теперь входят в состав шведского холдинга Hexagon AB.