Dassault - SolidWorks
Siemens
Google překladač: English Deutsch

Exkluzivní partner sekce

Siemens
NAFEMS - idiada
SIEMENS - PLM automation
RedHat

GOPAS - CAD kurzy

Více kurzů

StreamTech.tv

streamtech tv-logo

ATOS ScanBox - automatizované měření od firmy GOM

Autor článku: Robert Navrátil   

Tags: 3D skener | ATOS | GOM | Reverzní inženýrství | ScanBox | Skenování

scanbox ilustracniMěření pomocí 3D optické digitalizace místo klasického měření dotykovými stroji je dnes už poměrně běžné a čím dál častěji automobilkami přímo vyžadované. Trend nahrazování dotykových měřicích strojů optickými je zřejmý nejen v automobilovém a leteckém průmyslu, ale také v ostatních odvětvích jako je např. spotřební zboží nebo energetika. Výhody optických strojů oproti dotykovým jsou zejména v rychlosti měření, vysoké hustotě naměřených dat, jednoduchosti obsluhy, širším záběru využití a velkém technickém potenciálu budoucího vývoje.

Dytron

scanbox 1

Zatímco dotyková měřicí zařízení jsou na trhu již od roku 1970, s optickými měřicími stroji v automatizované verzi se můžeme setkat až v roce 2011, kdy německá firma GOM uvedla svůj první ATOS ScanBox s označením 5120. Poté následovaly další modely ATOS ScanBox 5108, 6130, 4105 a novinka roku 2015 ATOS ScanBox Series 7. V letošním roce 2016 byl uveden zatím poslední model ATOS ScanBox Series 8. Celosvětově jsou již prodány řádově stovky těchto měřicích strojů a strmá křivka trendu prodeje naznačuje, že do budoucna bude zájem rapidně stoupat. Vývoj pohání dopředu také požadavky současných uživatelů, kterými jsou nejen celosvětově známé firmy jako Volkswagen, BMW, General Motors, Škoda Auto, Daimler, Tesla, Rolls-Royce, Bosch, Honeywell, Canon, HP, Lego, Samsung, Alstom, ale i desítky dalších firem.

scanbox 2

Optická digitalizace

Jak už z názvu ATOS ScanBox vyplývá, jde o skenovací box, do kterého se umístí měřený díl a spustí se měřící program. Výsledkem měření je pak inspekční protokol. Základní pracovní postup je tedy shodný jako u dotykového měřicího stroje. ATOS ScanBox však vlastní měření realizuje bezdotykovým 3D optickým skenerem upevněným na 6 osém robotu, přičemž díl je položen na řízeném rotačním stole.

scanbox 3

Měřený díl může být umístěn standardně do měřicího přípravku nebo může být volně položený na stole (např. plastové díly s požadavkem na měření ve volném stavu). Globální přesnost měření zde není daná přesností polohování mechanických komponent jako u klasického dotykového stroje, nýbrž referenčními značkami umístěnými na měřený objekt nebo v jeho blízkém okolí (např. na přípravku). O skládání jednotlivých záběrů skeneru se automaticky stará software. Ten také zpracuje celé měření a provede vyhodnocení vůči nominálnímu 3D CAD modelu.

scanbox 4

Software ATOS Professional

Firma GOM má celý proces měření, zahrnující kalibraci skeneru, tvorbu měřících programů, ovládání robota, inspekci, vygenerování reportů a prohlížení výsledků, integrovaný do jednoho softwaru ATOS Professional. Pro uživatele je tak obsluha celého zařízení ATOS ScanBox velmi jednoduchá a intuitivní, protože stále pracuje ve stejném uživatelském prostředí. Díky softwarovému rozšiřujícímu modulu VMR (virtuální měřicí místnost) je ovládání vlastní kinematiky robota velmi snadné, robot je zde reprezentován jako „živý“ 3D CAD model, se kterým lze pohybovat pomocí interaktivních táhel. Uživatel tedy nepotřebuje žádnou znalost klasického ovládání robota (přes robotický panel) ani žádnou znalost programování. Současná verze GOM softwaru dokonce nabízí funkce automaticky generující měřící polohy skeneru na základě 3D CAD modelu nebo měřícího plánu, dále automatickou optimalizaci poloh robota pro co nejkratší čas měření nebo automatické nastavení expozičního času snímání 3D skeneru. Software také automaticky hlídá vzájemné kolize všech pohybujících se komponent ve virtuální místnosti, takže nemůže dojít k poškození 3D skeneru, robotiky, přípravku ani měřeného dílu. ATOS ScanBox je tedy plnohodnotným měřicím strojem se všemi atributy a předpoklady nahradit stroje dotykové.

scanbox 5

Široká nabídka ATOS ScanBoxů

Společnost GOM vyvinula zařízení ATOS ScanBox pro nejrůznější aplikace měření, od malých plastových dílů až po celé karosérie automobilů. Měření malých dílů do velikosti 500mm a hmotnosti 100kg lze realizovat v zařízení ATOS ScanBox 4105, který je tak ideální pro měření menších plastových dílů nebo přesných odlitků. Pro středně velké díly je určen ATOS ScanBox 5108, který změří díly do velikosti 800mm a hmotnosti 300kg. Typickým dílem jsou např. turbínové lopatky. Další v pořadí je ATOS ScanBox 5120 určený pro měření dílů do velikosti 2000mm a hmotnosti 500kg. V něm je již možné měřit plechové výlisky nebo jiné větší plastové díly automobilu jako je např. nárazník, kapota nebo boční dveře. ATOS ScanBox 6130 umožòuje měření dílů až do velikosti 3000mm a hmotnosti 2000kg. Používá se nejčastěji na měření velkých plechových výlisků, plastových dílů nebo svařenců. Je rozměrově navržený tak, aby splnil požadavky na měření všech dílů automobilu kromě bočnice.

Bočnici automobilu dokáže změřit ATOS ScanBox Series 7, pokud se jedná o samostatný výlisek upnutý na svislou Witte desku, nebo ATOS ScanBox Series 8, je-li bočnice již součástí svařené karosérie. V obou případech může být maximální rozměr měřeného dílu až 6000mm, hmotnost dílu není limitována. Zařízení ATOS ScanBox jsou standardizována, což oproti speciálně na klíč projektovaným pracovištím nejen usnadòuje údržbu a technickou podporu, ale umožòuje i snadnou přenositelnost projektů mezi různými typy ATOS ScanBoxů v rámci sdílení kapacit.

3D skener

Součástí každého zařízení ATOS ScanBox je 3D optický skener ATOS od firmy GOM. Ten je k dispozici v několika modelových variantách podle toho, co daný ScanBox technicky umožòuje. V nejmenším zařízení 4105 je možné použít pouze ATOS Core, v ostatních lze volit mezi ATOS Core, ATOS II Triple Scan, ATOS III Triple Scan nebo ATOS Triple Scan 16M. Skenery se mezi sebou liší zejména rozlišením CCD kamer, přesností a univerzálností použití. Každý z nich disponuje unikátní technologií Triple Scan, která kombinuje 3 perspektivy pohledu v jednom záběru skeneru, což výrazně snižuje počet potřebných snímků a tím urychluje proměření celého dílu. Skenery ATOS mají také automatickou kontrolu vibrací, změny okolního světla a stavu kalibrace v každém záběru. To vše pozitivně přispívá k výsledné přesnosti a kvalitě celkového měření.

scanbox 6

Při měření velkých dílů je vhodné použít fotogrammetrii, docílí se tím zvýšení přesnosti měření. Díky ní se také u ScanBoxu se dvěma roboty automaticky spojují záběry do společného projektu. O fotogrammetrii lze rozšířit každou verzi ATOS ScanBoxu, na 3D skener se jednoduše připevní modul ATOS Plus. Podle aplikace se vybírá optimální varianta 12M nebo 29M, přičemž číslo udává rozlišení CCD kamery.

scanbox 7

Unikátní 8osá kinematika

Robot je další důležitou částí každého zařízení ATOS ScanBox. Jedná se o roboty Fanuc, které mají tu výhodu, že mohou vést kabeláž ke 3D skeneru dutou šestou osou. Tato vlastnost hraje v automatizovaném procesu důležitou roli, protože nemůže dojít k poškození kabelu nevhodným přetočením robota. U robotů s klasickým vedením kabelu k této kolizi docházet může, hrozí pak přetržení kabelu.

scanbox 9

Další kinematickou komponentou ATOS ScanBoxu je rotační stůl, který otáčí měřeným dílem. Ten má vždy danou nosnost a moment setrvačnosti, který by neměl být překročen. U větších ATOS ScanBoxů, od modelu 5120, je součástí upínací desky rotačního stolu paletový systém umožòující rychlou výměnu přípravků s měřeným dílem. Pomocí jeřábu nebo paletového vozíku je výměna otázkou jen několika málo minut.

Pro změření největších dílů typu postranice nebo karosérie společnost GOM vyvinula a patentovala speciální 8osou kinematiku, která kombinuje 6 os robota s 1 horizontálním a 1 vertikálním lineárním pojezdem. Tato unikátní kinematická sestava výrazně vylepšuje dosah robota vzhledem k měřenému dílu. Je tak možné změřit karosérii nejen z bočních stran, ale i zespodu, shora a dokonce i uvnitř. Funkce automatického generování měřících poloh si poradí i s tak složitou úlohou jako je bezkolizní najetí skeneru do vnitřního prostoru karosérie, naskenování vnitřních ploch a zpětné vyjetí do výchozí polohy.

scanbox 10

Kontrola kvality a reverzní inženýrství

Automatizované měření v zařízení ATOS ScanBox je vhodné zejména tam, kde se opakuje měření stejného dílu, tzn. ve vzorkování při odlaïování výrobního procesu nebo při kontrole sériové výroby. Díky parametrickému softwaru ATOS Professional a spoustě automatických funkcí urychlujících vytvoření měřícího programu se automatizace procesu měření vyplatí již od 3 dílů. U dílů, které jsou tvarem a velikostí podobné, lze vytvořit univerzální měřící program. Prostor pro možné využití ATOS ScanBoxu se tedy otevírá i pro menší série a jednotlivá měření. Nejčastějším důvodem měření je kontrola kvality výroby, tzn. porovnání skutečného tvaru s CAD modelem vytvořením barevné mapy odchylek. V oblasti reverzního inženýrství je důvodem měření digitalizace fyzického dílu za účelem jeho kopírování nebo modernizace. Typickou aplikací je např. rekonstrukce lopatek turbínového kola, od kterých nejsou CAD data ani výkresy. Lopatky bývají značně opotřebené a těžko se jen pohledem rozhoduje, která je ta správná k rekonstrukci do plošného 3D modelu. V ATOS ScanBoxu lze rychle naskenovat všechny lopatky a pomocí funkce „Golden Mesh“ najít k rekonstrukci vhodného reprezentanta (průměrnou lopatku).

scanbox 11

Automatizace je budoucností

Budoucnost měření je bezesporu v plné automatizaci. Stále častěji skloòovaná 4. průmyslová revoluce (Industry 4.0) se bez tohoto nástroje neobejde. Představitelé společnosti GOM si jsou plně vědomi této potřeby, a proto je automatizace měření jedním z hlavních bodů jejich zájmu. Více informací lze získat na stránkách výrobce GOM (www.gom.com) nebo na stránkách výhradního distributora GOM, firmy MCAE Systems (www.mcae.cz). MCAE Systems má k dispozici ATOS ScanBox 5120 v sídle firmy v Kuřimi a ATOS ScanBox 6130 na pobočce v Plazech u Mladé Boleslavi. Zkušený tým techniků je tak schopný realizovat automatizované měření dle požadavků zákazníka.


Mohlo by vás zajímat:
 

Přidat komentář

Bezpečnostní kód
Obnovit