Laserskannauksella voi ratkaista monta erillaista ongelmaa, joka kohtaa teollisessa tuotannossa.
Eri mittaustarpeisiin on tarjolla laaja valikoima laitteita – aina suurten teollisten rakenteiden mittaukseen soveltuvista lasertrackereista automatisoituihin laadunvalvontajärjestelmiin ja joustaviin käsiskannereihin. Näin voidaan valita kuhunkin käyttökohteeseen parhaiten sopiva ratkaisu, oli kyseessä sitten tarkkuusmittaus tuotantolinjalla, prototyypin digitointi tai laajamittainen rakenteiden tarkastus.
Käsiskannerit
Käsiskannerit ovat käteviä ja joustavia skannaslaiteitta jotka yhdistävät laser- ja sinivalotekniikan yhteen laitteeseen. Sen vahvuuksia ovat korkea tarkkuus, laaja skannausalue ja kyky käsitellä myös heijastavia tai tummia pintoja ilman erityistä esikäsittelyä. Tämä tekee niistä erinomaisia työkaluja joustaviin mittaustilanteisiin, joissa tarvitaan sekä tarkkuutta että nopeutta.
Käsiskannerit soveltuvat hyvin esimerkiksi tuotekehitykseen, käänteismallinnukseen, sekä monenlaisten komponenttien laadunvarmistukseen. Käytännön sovelluksia ovat mm. auto- ja koneteollisuuden osien mittaus, prototyyppien digitointi, muottien tarkastaminen sekä huolto- ja kunnossapitotöissä kuluneiden osien dokumentointi. Viereisessä videossa näkyy esimerkki käsiskannerista, Shining3D:n tuottama FreeScan Combo. Käsiskannereita löytyy monia eri malleja, jotka soveltuvat eri käyttötarkoituksiin ja laatutarpeisiin. Jos haluat enemmän tietoa eri käsiskannereista ja miten mallit eroavat toisistaan, ota meihin yhteyttä ja voidaan lähettää enemmän tietoa tai järjestää esittelyn.
Trakkerit
Trakkerit eli optiset seurantajärjestelmät toimivat yleensä niin, että useampi kamera seuraa kohteeseen kiinnitettyjä merkkejä tai heijastavia palloja ja laskee niiden sijainnin reaaliaikaisesti. Näin saadaan tarkkaa tietoa kohteen liikkeestä ja asennosta kolmiulotteisessa tilassa. Trakkereita käytetään tyypillisesti teollisuudessa mittaamiseen ja laadunvarmistukseen, robotiikan kalibrointiin, virtuaali- ja lisätyn todellisuuden sovelluksissa sekä liiketutkimuksessa esimerkiksi urheilussa ja biomekaniikassa. Ne tarjoavat korkean tarkkuuden ja skaalautuvuuden tilanteisiin, joissa tarvitaan liikkuvien kohteiden tarkkaa paikannusta.
Shining3D Freescan Trak Nova on moderni optinen trakkeri, joka yhdistyy kannettavaan 3D-skanneriin mahdollistaen suurten kappaleiden mittauksen ilman kiinteitä merkkejä kappaleessa. Järjestelmä tarjoaa hyvän tarkkuuden ja liikkuvuuden suhteessa perinteisiin suurikokoisiin trakkereihin, jotka voivat olla raskaampia ja vaatia monimutkaisempaa asennusta. Freescan Trak Nova erottuu edukseen erityisesti joustavuudellaan: se mahdollistaa mittauksen laajassa työtilassa ilman, että käyttäjän tarvitsee jatkuvasti siirtää kalustoa. Tämä tekee siitä kilpailukykyisen vaihtoehdon silloin, kun tarvitaan yhdistelmä tarkkuutta ja käytännön helppoutta.
Hexagon Absolute Tracker sarja
Hexagon laitetoimittajan Absolute-Tracker-sarjan trakkerit yhdistää tarkkuuden ja liikkuvuuden. Laite sisältää sisäänrakennetun ohjaimen ja vaihdettavat akut, joten sen voi käyttää heti ilman monimutkaisia asennuksia. Esimerkiksi sarjan AT500 malli tarjoaa 100 Hz:n jatkuvan mittauksen, PowerLock-teknologian automaattiseen linssin hakuun sekä langattomat liitäntämahdollisuudet, kuten Wi-Fi:n, Bluetoothin ja mobiilisovelluksen. Se soveltuu haastaviin olosuhteisiin IP54-suojauksensa ja laajan lämpötila-alueensa ansiosta. Mittausalue ulottuu jopa 160 metriin reflektorilla ja halkaisijaltaan 320 metriin, ja koskettava mittaus onnistuu langattomalla B-Probe-laitteella. AT500 on suunniteltu erityisesti teolliseen laadunvarmistukseen, suurten kappaleiden mittaukseen sekä kenttäkäyttöön, jossa vaaditaan sekä tarkkuutta että nopeaa käyttöönottoa.
AT500 soveltuu parhaiten erittäin laajoihin mittausalueisiin ja raskaan teollisuuden tarkkuusvaatimuksiin, kun taas FreeScan Trak Nova tarjoaa kevyen ja helppokäyttöisen vaihtoehdon kohteisiin, joissa painotetaan liikkuvuutta ja nopeaa mittausprosessia.
Kappaleiden 3D-skannaukseen suunnatuissa laitteissa käytetään yleensä kolmea eri teknologiaa
Struktuurinen valo, missä kappaleen päälle heijastetaan kuvioita (voi olla näkymättömiä) ja kameroilla tulkitaan kuvion kaarevuudesta kappaleen muodot.
Laser-viivat, jossa heijastettuja ohuita laser-viivoja katsellaan kameroilla ja viivojen kaarevuudesta päätellään kappaleen muotoja.
Laser-pulssi, missä mitataan valon takaisin heijastumiseen kuluva aika ja tästä päätellään etäisyys. Kulmat saadaan laitteen muilla piirteillä.
Eri 3D-skannaustekniikoilla on omat vahvuutensa
Struktuurivalo: edullinen, sopii ei-heijastaville kappaleille, mutta tasaisille/symmetrisille pinnoille tarvitaan target-pisteitä; heijastavia pintoja voi käsitellä sumutteella.
Laser-viivatekniikka: tarkempi, sinilaserit toimivat myös heijastaville pinnoille. Sijainnin määritys onnistuu target-pisteistä, ulkoisella seurannalla tai uudemmissa malleissa (esim. Freescan Trio) suoraan skannausdatasta.
Laservalon aika: yhdistää tarkkuuden ja pitkän kantaman (kymmeniä metrejä). Seuraa prismaa, erillistä laitetta tai itse skannaa alueen ilman target-pisteitä tai lisälaitteita.
Skannausohjelmistot
Valmistajat vaativat enemmän raportointia, jäljitettävyyttä ja datan jatkuvuutta kuin koskaan aikaisemmin. Älykkäät 3D CAD-mallit ovat nyt standardi valmistussuunnittelussa ja jatkavat digitaalista jatkumoa koko valmistusprosessin ajan.
Verisurfin metrologiaohjelmisto mahdollistaa eron näkemisen nimellisen CAD-suunnittelun ja valmiin koneenosan välillä reaaliajassa. Se sopii erinomaisesti nopeaan, prosessin aikaiseen ensimmäisen artikkelin tarkastukseen tai automatisoituun tuotantotarkastukseen, mikä parantaa valmistustoimintaa.
skannauksen vaiheet
Skannauksen esivalmistelu
Ennen varsinaista skannausta kannattaa tukia skannattava kappale ja mietiä mitä tietoa halutaan ja mihin tarkoitukseen. Tuleeko koko kappaletta skannata? Tulisiko kappale muotonsa tai materiaalinsa takia esikäsitellä käyttämällä mittaustarroja tai skannaussuihketta?
Kerää tiedot
Itse skannausprosessi on nopea prosessi, joka kestää riippuen kappaleen monimutkaisuudesta viidestä minuuttista puoleen tuntiin. Kun halutut piirteet ja niiden tarkkuus ovat tiedossa, skannaus helpottu ja skannausohjelmistosta näkyy, mistä kohdista on jäänyt tietoa keräämättä.
Skannauksen jälkikäsittely
Skannaus tuottaa pistepilven, joka voi jälkikäsitellä ja suodattaa skannausohjelmistossa. Skannausohjelmisto luo pistepilvestä .STL tai .OBJ tiedoston, joka voi tuoda haluamaan 3D-tulostusohjelmaan, mittausraporttiin tai käänteismallennusohjelmistoon.
Skannauksella saatu tieto voidaan käyttää monella eri tavalla.
Mittaus
Skannereita löytyy monenlaisia malleja, jotka hyödyntävät eri teknologioita ja joilla on eri mittatarkkuuksia. Tarkemmat skannerit voivat tuottaa mittaustietoa, joka sopii mittaraportteihin tai voi olla osa laadunvalvonnan seurantaa.
Käänteismallinnus
Käänteismallinnuksella luodaan fyysisestä kappaleesta solidimalli, jota voi käyttää teollisessa valmistuksessa. Käänteismallennettu solidimalli eroaa skannatusta pistepilvesta, sillä solidimalli rakennetaan laskemalla kappaleen oikeat matemaattiset mittasuhteen käyttäen skannaustietoa.
Mittausraportointi
Skannattu tieto voidaan tuoda Verisurfiin luomaan erilaisia mittausasiakirjoja ja laadunvarmistusraportteja.
Skannauksen ja käänteismallenuksen esimerkki
Tässä videossa esitellään pulkan skannausta ja käänteismallinnusta. Video lopussa käytettään käänteismallennettu pulkan mallia luomaan pienoiskokoinen muottimuoto, joka koneistetaan PocketNC 5-akselityöstökoneella.