Software de medição WinWerth®

Na prática, algumas dimensões têm muitas vezes de ser determinadas "rapidamente" nas peças de produção. Esta tarefa é também realizada por empregados que não lidam constantemente com o funcionamento das máquinas de medição de coordenadas. Para permitir um trabalho eficaz neste ambiente, a operação é limitada ao mais necessário. A "inteligência" do software de medição WinWerth® assume então, por exemplo a determinação exacta da área do objecto a medir, a selecção do elemento geométrico a medir (por exemplo, linha recta, círculo, ponto de canto), bem como os algoritmos de ligação para determinar propriedades geométricas, tais como distâncias, ângulos e diâmetros.

Para tarefas de medição mais complicadas, o operador pode assumir partes dos processos que são realmente executados automaticamente (definir janela, selecionar elemento) e familiarizar-se passo a passo com o controlo mais detalhado dos processos de medição. Para apoio, os pontos de medição ou pistas de varrimento são automaticamente distribuídos nos elementos geométricos a medir, por exemplo, como círculos, geratrizes, estrelas ou espirais, tendo em conta os percursos de deslocação necessários. A sequência de medição completa, incluindo a avaliação, é criada primeiro offline, utilizando o modelo CAD, ou online, com o número mínimo de pontos para o respetivo elemento geométrico. Os pontos de medição e as pistas de varrimento podem ser posteriormente deslocados, apagados ou adicionados com o rato ou através de um diálogo. As sequências de medição assim especificadas podem ser guardadas e chamadas como sequência automática em caso de repetição.

O TomoSim é o primeiro software de medição por coordenadas que permite simular o processo de tomografia offline utilizando dados CAD ou uma nuvem de pontos em formato STL. A simulação realista, tendo em conta os parâmetros de tomografia definidos, permite o cálculo de um volume incluindo todos os artefactos significativos. Por exemplo, um programa de inspeção inicial de amostras pode ser ensinado numa estação de trabalho offline em paralelo com a produção da primeira peça de trabalho e a realização de outras medições no dispositivo utilizando o software de medição WinWerth®. Isto permite que o TomoSim acelere os processos e reduza os tempos de paragem, por exemplo, para equipamentos TomoScope® em funcionamento em vários turnos.

Para além da criação de um programa completo e da verificação da viabilidade a tempo da conclusão da primeira peça, a simulação do processo de tomografia permite testar e otimizar os parâmetros de tomografia. Com a ajuda do volume simulado, podem ser detectados artefactos significativos, por exemplo, devido ao endurecimento do feixe ou a poucos passos de rotação e, se necessário, pode ser selecionada uma correção de artefactos adequada. Outra nova funcionalidade é a programação offline completa de análises baseadas em volume, tais como deteção de rebarbas, análise de retração, análise de porosidade, reconhecimento de texto, SurfaceScan Predefinido ou em secções de volume.

Outra vantagem do módulo CAD integrado em WinWerth® é o facto de as informações CAD poderem ser utilizadas para posicionar a máquina de medição por coordenadas. A Werth foi provavelmente o primeiro fabricante de máquinas de medição por coordenadas a introduzir esta tecnologia, em meados dos anos 90, com o nome CAD-Online®. Todo o processo de medição pode ser controlado através da seleção das características geométricas no modelo CAD. A máquina de medição desloca-se automaticamente para as posições de medição geradas e mede com os sensores seleccionados.
Desta forma, por exemplo, B. Por exemplo, as sondas podem ser utilizadas para captar automaticamente pontos de medição como nuvens de pontos ou áreas maiores podem ser medidas em alta resolução utilizando o patch 3D Werth ou sensores confocais, escalonando automaticamente as medições individuais. Os parâmetros tecnológicos, como a definição da iluminação para o sensor de processamento de imagem, podem ser definidos diretamente no dispositivo de medição, tendo em conta a interação entre a iluminação, o objeto de medição e o sistema de imagem. As colisões são evitadas através da modificação automática das sequências de movimento com base na peça de trabalho e na geometria do dispositivo ou do sensor.

Muitos sistemas CAD oferecem atualmente a possibilidade de integrar dados PMI (Product and Manufacturing Information). Para além da descrição geométrica dos elementos CAD, os registos de dados CAD resultantes também contêm as dimensões especificadas pelo designer. Quando as propriedades geométricas são seleccionadas, o software de medição WinWerth® distribui pontos de medição ou pistas de digitalização em todos os elementos geométricos que devem ser ligados para encontrar uma solução, e a sequência de medição é, pelo menos parcialmente, criada automaticamente. Devido aos requisitos acrescidos aquando da criação do modelo CAD, esta solução ainda não está, infelizmente, muito difundida.

Para que a sequência de medição completa seja gerada de forma totalmente automática, todos os parâmetros necessários devem ser armazenados nos dados PMI ou determinados automaticamente pelo software de medição. Se estes requisitos forem cumpridos, as sequências de medição completas para a medição de ferramentas metálicas de tolerância apertada para a produção de moldes de injeção para lentes de contacto, por exemplo, podem ser geradas de forma totalmente automática em WinWerth®. A medição é efectuada com uma máquina de medição por coordenadas multi-sensor, utilizando uma combinação de sensores ópticos de distância com processamento de imagem e com a ajuda de um eixo rotativo e giratório automático para a peça de trabalho.

Os contornos maiores do que o campo de visão da respectiva lente podem ser captados como um todo, utilizando o seguimento automático de contornos em conjunto com os eixos CNC da máquina de medição por coordenadas (varrimento de contornos). Este método de digitalização é adequado para verificar alguns contornos relativamente grandes, por exemplo, em ferramentas de perfuração. 
Outro método para captar áreas maiores da peça de trabalho é a "digitalização raster HD" (patenteada). Aqui, o sensor de processamento de imagem capta imagens da peça de trabalho a alta frequência durante o movimento. Estas são reamostradas e sobrepostas para criar uma imagem global com uma resolução de até 20.000 megapixéis. Desta forma, por exemplo, 100.000 pequenos furos em grandes acopladores de fibra são medidos em apenas 35 minutosb em vez de 7 horas. A precisão é também aumentada através da medição de grandes áreas com grande ampliação e do cálculo da média de várias imagens, o que melhora a relação sinal/ruído. O processo pode ser personalizado de acordo com os requisitos da tarefa de medição.
Em Rasterscanning HD P, a captura de imagens apenas nas áreas de interesse, utilizando um caminho predefinido, resulta numa redução adicional do tempo de medição e do volume de dados, em comparação com a digitalização retangular de toda a peça de trabalho com Rasterscanning HD N. Em dispositivos de eixo rotativo, o varrimento raster HD Rotary permite a aquisição de imagens durante a rotação com medições na imagem global "desenrolada" da superfície lateral de peças simétricas à rotação.

Com o processamento de imagem de contorno 2D e os filtros de processamento de imagem associados, as medições também podem ser efectuadas em qualquer secção do volume CT ou nuvem de pontos. Isto torna particularmente fácil a medição de peças de trabalho feitas de vários materiais, por exemplo. Para além das secções planas, são também possíveis secções cilíndricas de volume de TC para medições fiáveis com o sensor de secção volumétrica ou inspeção com WinWerth® VolumeCheck . A área de base do cilindro não está limitada a círculos e pode assumir qualquer forma. Como resultado, é apresentada uma vista 3D da superfície de corte e a superfície lateral 2D não enrolada do cilindro cortado.

A tomografia excêntrica permite que a peça de trabalho seja posicionada em qualquer ponto da mesa rotativa (patenteado). Não há necessidade de um alinhamento complexo e demorado da peça de trabalho, o que aumenta a facilidade de utilização. A tomografia seccional ou tomografia ROI (ROI: Região de Interesse) é utilizada para medir áreas parciais do objeto de medição com alta resolução, sem ter de capturar todo o objeto de medição, por exemplo, , por exemplo, com a tomografia raster, em alta resolução total e, por isso, consome muito tempo e memória. A tomografia Multi-ROI oferece uma combinação das vantagens da tomografia excêntrica e seccional. Também podem ser seleccionadas várias áreas parciais de alta resolução em qualquer posição do objeto de medição.

Ao medir componentes de metal-plástico, como conectores montados, utilizando a tomografia de raios X, por exemplo, os pinos de metal causam frequentemente artefactos devido ao endurecimento do feixe e à radiação dispersa, o que dificulta as medições no invólucro de plástico. Na tomografia de duplo espetro, o software de medição combina duas medições de TC com diferentes tensões catódicas num único volume. Os espectros de radiação são ajustados aos dois materiais. A correspondente redução de artefactos no volume reduz a incerteza de medição ao determinar medições entre os diferentes materiais. Para este fim, o WinWerth® MultiMaterialScan utiliza o processo patenteado de subvoxelação para calcular automaticamente nuvens de pontos STL separadas para cada material a partir dos dados do volume de TC, mesmo para vários componentes metálicos diferentes.

Para os utilizadores não treinados na operação de dispositivos de medição, WinWerth® oferece a opção de selecionar simplesmente o número da peça e utilizá-lo para iniciar uma sequência automática de programas. Em alternativa, isto pode ser feito através da leitura de um código de barras na ordem de produção. O tratamento automático de falhas ajuda, por exemplo, se as peças não forem inseridas corretamente.

Em alternativa, um sistema de troca de peças pode ser integrado na caixa das máquinas de medição por coordenadas TomoScope® sem quaisquer precauções adicionais de proteção contra a radiação. Com várias paletes totalmente carregadas, as medições podem ser efectuadas durante a noite e aos fins-de-semana.

O carregamento automático por dispositivos de alimentação também pode ser integrado. Para este efeito, os programas de medição podem ser preparados remotamente em estações de trabalho offline. As peças são introduzidas na área de segurança do robot através de uma câmara de vácuo. As propriedades geométricas das peças, tais como blocos de válvulas, caixas e peças fundidas, são determinadas quase de meio em meio minuto, é efectuada uma comparação objetivo/real com a nuvem de pontos de medição de uma peça principal e as peças são verificadas quanto a defeitos, tais como rebarbas. Os resultados de medição podem ser determinados com a ajuda de computadores de avaliação paralelos e resumidos num protocolo comum, incluindo os resultados de medição de dispositivos multi-sensores interligados.

Para ilustrar o desvio da geometria da peça de trabalho em relação aos valores alvo, é adequada uma comparação com os dados CAD com uma visualização codificada por cores dos desvios em WinWerth®. Este método é essencial para o controlo de superfícies de forma livre. Para medir, as áreas de interesse do objeto são digitalizadas ou capturadas como uma nuvem de pontos. De seguida, o WinWerth® compara os valores medidos com o modelo CAD. O resultado é documentado através de uma representação vetorial ou com código de cores dos desvios em relação ao modelo CAD. Esta avaliação pode ser efectuada como parte do processo de medição no aparelho ou em modo offline numa estação de avaliação separada. As cores dos pontos de medição ilustram o desvio entre os valores nominais e reais. Para incluir as tolerâncias das peças na visualização, estas são divididas em quatro classes básicas:

• positivo dentro da tolerância
• negativa dentro da tolerância
• tolerância positiva fora da tolerância
• tolerância negativa fora da tolerância

A quantidade de desvio é apresentada num código de cores. Em alternativa, o utilizador pode configurar o código de cores de acordo com os seus requisitos.

Para incorporar os desvios medidos ou calculados no processo de fabrico, os dados de especificação podem ser modificados de forma amplamente automática através do site WinWerth® FormCorrect . Para este efeito, os desvios entre o modelo CAD original e os dados de medição de uma peça de amostra são determinados e espelhados no modelo. A partir daí, o software de medição gera um modelo CAD corrigido que pode ser utilizado para compensar os desvios sistemáticos de produção no processo de moldagem por injeção de plástico e na impressão 3D. Em contraste com a engenharia inversa convencional, a aplicação é consideravelmente simplificada. Devido à elevada precisão, é frequentemente necessário apenas um ciclo de correção, o que significa que os custos do processo de desenvolvimento podem ser significativamente reduzidos. Para correcções de alta resolução e para a modificação de superfícies internas, recomenda-se a utilização de máquinas de medição por coordenadas com tomografia computorizada de raios X. Um procedimento similar é possível com o software 2DBestFit. A correção de ferramentas pode ser utilizada tanto na execução de novas ferramentas de corte (retificação de perfis, fresagem de formas) como na erosão por fio para corrigir desvios de posicionamento.

Se não estiverem disponíveis dados CAD, os pontos de medição podem ser seleccionados interactivamente pelo utilizador. Em WinWerth®, é possível tanto a seleção direta com o rato como a decomposição automática em elementos geométricos padrão. A partir de um ponto de partida, são adicionados automaticamente mais pontos à volta até que o desvio da forma do elemento selecionado (por exemplo, , por exemplo, cilindro) aumente significativamente. Isto indica que os limites do elemento foram atingidos e que o processo está concluído.

É mais eficaz definir as sequências de medição utilizando dados CAD 3D. A simples seleção de elementos CAD selecciona automaticamente os pontos de medição necessários (patente). Com base na seleção dos elementos CAD, todos os pontos de medição do objeto medido que podem ser geometricamente atribuídos a este elemento são seleccionados, tendo em conta as distâncias de borda especificadas. Isto resulta numa captura completa da forma do elemento correspondente com o número máximo de pontos.

Na prática, é comum definir as dimensões do desenho em vistas e secções 2D. Este facto também deve ser tido em conta na análise de dados de medição gerados por tomografia. Para este efeito, podem ser definidos planos no sistema de coordenadas da peça de trabalho e intersectados com os dados alvo do CAD e com a nuvem de pontos real. WinWerth® extrai automaticamente contornos que representam os dados alvo e os contornos reais. As mesmas funções de software que estão disponíveis para analisar contornos digitalizados com processamento de imagem ou uma sonda são utilizadas para avaliar as dimensões 2D em contornos de corte criados desta forma.