Software de medição WinWerth®

Na prática, algumas dimensões muitas vezes têm que ser determinadas "rapidamente" nas peças de produção. Esta tarefa também é realizada por funcionários que não lidam constantemente com a operação de máquinas de medição por 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 exata da área do objeto a ser medido, a seleção do elemento geométrico a ser medido (por exemplo, linha reta, círculo, ponto de canto), bem como os algoritmos de ligação para determinar as 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 se familiarizar passo a passo com o controle mais detalhado dos processos de medição. Para suporte, os pontos de medição ou trilhas de varredura são automaticamente distribuídos nos elementos geométricos a serem medidos, por exemplo, como círculos, geratrizes, estrelas ou espirais, levando em conta os caminhos transversais necessários. A sequência completa de medição, incluindo a avaliação, é criada primeiro off-line usando o modelo CAD ou on-line com o número mínimo de pontos para o respectivo elemento geométrico. Os pontos de medição e as trilhas de varredura podem ser movidos, excluídos ou adicionados posteriormente com o mouse ou por meio de um diálogo. As sequências de medição especificadas dessa forma podem ser salvas e chamadas como uma sequência automática em caso de repetição.

O TomoSim é o primeiro software de medição de coordenadas a simular o processo de tomografia off-line usando dados de CAD ou uma nuvem de pontos no formato STL. A simulação realista, levando em conta os parâmetros de tomografia definidos, permite o cálculo de um volume que inclui todos os artefatos significativos. Por exemplo, um programa de inspeção de amostra inicial pode ser ensinado em uma estação de trabalho off-line paralelamente à produção da primeira peça de trabalho e à realização de outras medições no dispositivo usando o software de medição WinWerth®. Isso permite que o TomoSim acelere os processos e reduza os tempos de parada, por exemplo, para dispositivos TomoScope® em operação de vários turnos.

Além da criação de um programa completo e da verificação de viabilidade a tempo de concluir a primeira peça de trabalho, a simulação do processo de tomografia permite que os parâmetros de TC sejam testados e otimizados. Com a ajuda do volume simulado, artefatos significativos, por exemplo, devido ao endurecimento do feixe ou a poucas etapas de rotação, podem ser detectados e, se necessário, uma correção de artefato apropriada pode ser selecionada. Outro novo recurso é a programação off-line completa de análises baseadas em volume, como detecção de rebarbas, análise de encolhimento, análise de porosidade, reconhecimento de texto, SurfaceScan Predefined ou em seções de volume.

Outra vantagem do módulo CAD integrado no site WinWerth® é que as informações do CAD podem ser usadas para posicionar a máquina de medição por coordenadas. A Werth foi provavelmente o primeiro fabricante de máquinas de medição por coordenadas a introduzir essa tecnologia, em meados da década de 1990, com o nome CAD-Online®. Todo o processo de medição pode ser controlado pela seleção das características geométricas no modelo CAD. A máquina de medição se move automaticamente para as posições de medição geradas e mede com os sensores selecionados.
Dessa forma, por exemplo, B. Por exemplo, as sondas podem ser usadas para capturar automaticamente os pontos de medição como nuvens de pontos ou áreas maiores podem ser medidas em alta resolução usando o patch 3D da Werth ou sensores confocais, escalonando automaticamente as medições individuais. Parâmetros tecnológicos, como a configuração de iluminação para o sensor de processamento de imagem, podem ser definidos diretamente no dispositivo de medição, levando em conta a interação entre a iluminação, o objeto de medição e o sistema de imagem. As colisões são evitadas pela modificação automática das sequências de movimento com base na peça de trabalho e na geometria do dispositivo ou do sensor.

Muitos sistemas CAD agora oferecem a opção de integrar dados PMI (Product and Manufacturing Information). Além da descrição da geometria dos elementos CAD, os registros de dados CAD resultantes também contêm as dimensões especificadas pelo projetista. Quando as propriedades geométricas são selecionadas, o software de medição WinWerth® distribui pontos de medição ou trilhas de digitalização em todos os elementos geométricos que devem ser vinculados para encontrar uma solução, e a sequência de medição é, pelo menos parcialmente, criada automaticamente. Devido ao aumento das exigências na criação do modelo CAD, infelizmente essa solução ainda não é muito difundida.

Se a sequência de medição completa tiver que ser gerada de forma totalmente automática, todos os parâmetros necessários deverão ser armazenados nos dados do PMI ou determinados automaticamente pelo software de medição. Se esses requisitos forem atendidos, as sequências de medição completas para a medição de ferramentas metálicas de tolerância estreita para a produção de moldes de injeção para lentes de contato, por exemplo, poderão ser geradas de forma totalmente automática em WinWerth®. A medição é realizada com uma máquina de medição por coordenadas multissensor usando uma combinação de sensores ópticos de distância com processamento de imagem e com o auxílio de um eixo automático de rotação e giro para a peça de trabalho.

Contornos maiores do que o campo de visão da respectiva lente podem ser capturados como um todo usando o rastreamento automático de contorno em conjunto com os eixos CNC da máquina de medição por coordenadas (escaneamento de contorno). Esse método de escaneamento é adequado para verificar alguns contornos relativamente grandes, por exemplo, em ferramentas de puncionamento. 
Outro método para capturar áreas maiores da peça de trabalho é o "escaneamento rasterizado HD" (patenteado). Aqui, o sensor de processamento de imagem captura imagens da peça de trabalho em alta frequência durante o movimento. Essas imagens são reamostradas e sobrepostas para criar uma imagem geral com uma resolução de até 20.000 megapixels. Dessa 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 também é aumentada pela medição de grandes áreas com alta ampliação e pela 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 somente em áreas de interesse usando um caminho predefinido resulta em uma redução adicional no tempo de medição e no 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 escaneamento raster HD Rotary permite a aquisição de imagens durante a rotação com medições na imagem geral "desenrolada" da superfície lateral de peças de trabalho rotacionalmente simétricas.

Com o processamento de imagens de contorno 2D e os filtros de processamento de imagens associados, as medições também podem ser feitas em qualquer seção do volume de TC ou da nuvem de pontos. Isso torna particularmente fácil medir peças de trabalho feitas de vários materiais, por exemplo. Além das seções planas, também são possíveis seções cilíndricas de volume de TC para medições confiáveis com o sensor de seção de volume ou inspeção com o site WinWerth® VolumeCheck . A área da base do cilindro não se limita a círculos e pode assumir qualquer forma. Como resultado, são exibidas tanto uma visão 3D da superfície de corte quanto a superfície lateral 2D desenrolada do cilindro cortado.

A tomografia excêntrica permite que a peça de trabalho seja posicionada em qualquer lugar da mesa giratória (patenteada). Não há necessidade de alinhamento complexo e demorado da peça de trabalho, o que aumenta a facilidade de uso. A tomografia seccional ou tomografia ROI (ROI: Região de Interesse) é usada para medir áreas parciais do objeto de medição com alta resolução sem a necessidade de capturar todo o objeto de medição, por exemplo, , por exemplo, com a tomografia raster, em alta resolução total e, portanto, com consumo intenso de tempo e memória. A tomografia Multi-ROI oferece uma combinação das vantagens da tomografia excêntrica e seccional. Várias áreas parciais de alta resolução também podem ser selecionadas em qualquer posição no objeto de medição.

Ao medir componentes de metal-plástico, como conectores montados, usando a tomografia de raios X, por exemplo, os pinos de metal geralmente causam artefatos devido ao endurecimento do feixe e à radiação dispersa, o que dificulta as medições no invólucro de plástico. Na tomografia de espectro duplo, o software de medição combina duas medições de CT em diferentes tensões de cátodo em um único volume. Os espectros de radiação são combinados com os dois materiais. A redução correspondente dos artefatos no volume reduz a incerteza da medição ao determinar as medições entre os diferentes materiais. Para isso, o WinWerth® MultiMaterialScan usa o processo patenteado de subvoxelação para calcular automaticamente nuvens de pontos STL separadas para cada material a partir dos dados de volume da TC, mesmo para vários componentes metálicos diferentes.

Para usuários não treinados na operação de dispositivos de medição, o site WinWerth® oferece a opção de simplesmente selecionar o número da peça e usá-lo para iniciar uma sequência automática de programas. Como alternativa, isso pode ser feito por meio 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.

Como alternativa, um sistema de troca de peças pode ser integrado à carcaça das máquinas de medição por coordenadas TomoScope® sem quaisquer precauções adicionais de proteção contra radiação. Com vários paletes totalmente carregados, as medições podem ser realizadas durante a noite e nos finais de semana.

O carregamento automático por dispositivos de alimentação também pode ser integrado. Para essa finalidade, os programas de medição podem ser preparados remotamente em estações de trabalho off-line. As peças de trabalho são alimentadas na área de segurança do robô por meio de uma câmara de vácuo. As propriedades geométricas das peças de trabalho, como blocos de válvulas, carcaças e peças fundidas, são determinadas quase a cada meio minuto, uma comparação real/alvo é realizada com a nuvem de pontos de medição de uma peça mestre e as peças de trabalho são verificadas quanto a defeitos, como rebarbas. Os resultados da medição podem ser determinados com a ajuda de computadores de avaliação paralela e resumidos em um protocolo comum, incluindo os resultados da medição de dispositivos multissensores interligados.

Para ilustrar o desvio da geometria da peça de trabalho em relação aos valores-alvo, é adequada uma comparação com os dados de CAD com uma exibição codificada por cores dos desvios em WinWerth®. Esse método é essencial para verificar superfícies de forma livre. Para medir, as áreas de interesse do objeto são escaneadas ou capturadas como uma nuvem de pontos. Em seguida, o site WinWerth® compara os valores medidos com o modelo CAD. O resultado é documentado por uma representação vetorial ou codificada por cores dos desvios em relação ao modelo CAD. Essa avaliação pode ser realizada como parte do processo de medição no dispositivo ou no modo off-line em uma estação de avaliação separada. As cores dos pontos de medição ilustram o desvio entre os valores reais e os valores-alvo. Para incluir as tolerâncias das peças na visualização, elas são divididas em quatro classes básicas:

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

A quantidade de desvio é exibida em um código de cores. Como alternativa, o usuário pode configurar o código de cores de acordo com suas necessidades.

Para incorporar os desvios medidos ou calculados ao processo de fabricação, os dados de especificação podem ser modificados de forma amplamente automática por meio do site WinWerth® FormCorrect . Para isso, 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 disso, o software de medição gera um modelo CAD corrigido que pode ser usado para compensar os desvios sistemáticos de produção no processo de moldagem por injeção de plástico e na impressão 3D. Em contraste com a engenharia reversa convencional, a aplicação é consideravelmente simplificada. Devido à alta precisão, geralmente é necessário apenas um loop de correção, o que significa que os custos do processo de desenvolvimento podem ser significativamente reduzidos. Para correções de alta resolução e para a modificação de superfícies internas, recomenda-se o uso de máquinas de medição por coordenadas com tomografia computadorizada de raios X. Um procedimento semelhante é possível com o software 2DBestFit. A correção de ferramentas pode ser usada tanto na execução de novas ferramentas de corte (retificação de perfis, fresamento de formas) quanto na erosão a fio para corrigir desvios de posicionamento.

Se não houver dados CAD disponíveis, os pontos de medição podem ser selecionados interativamente pelo usuário. Em WinWerth®, é possível fazer a seleção direta com o mouse e a decomposição automática em elementos de geometria padrão. A partir de um ponto inicial, outros pontos são adicionados automaticamente em toda a volta até que o desvio da forma do elemento selecionado (por exemplo, , por exemplo, cilindro) aumente visivelmente. Isso indica que os limites do elemento foram atingidos e o processo foi concluído.

É mais eficaz definir as sequências de medição usando dados CAD 3D. A simples seleção de elementos CAD seleciona automaticamente os pontos de medição necessários (patente). Com base na seleção dos patches de CAD, todos os pontos de medição do objeto medido que podem ser geometricamente atribuídos a esse patch são selecionados, levando em conta as distâncias de borda especificadas. Isso resulta em uma captura completa da forma do elemento correspondente com o número máximo de pontos.

Na prática, é comum definir dimensões de desenho em vistas e seções 2D. Isso também deve ser levado em conta na análise de dados de medição gerados por tomografia. Para essa finalidade, os planos podem ser definidos no sistema de coordenadas da peça de trabalho e interceptados com os dados de destino do CAD e com a nuvem de pontos real. O site WinWerth® extrai automaticamente os contornos que representam os dados de destino e os contornos reais. As mesmas funções de software disponíveis para a análise de contornos digitalizados com processamento de imagens ou uma sonda são usadas para avaliar as dimensões 2D em contornos de corte criados dessa forma.