Software de medição WinWerth®

Para tarefas de medição mais complicadas, o procedimento descrito acima não é mais suficiente. O operador pode, portanto, assumir ele mesmo partes dos processos realmente automáticos (janela de ajuste, elemento de seleção) e gradualmente se familiarizar com o controle mais detalhado dos processos de medição. Para suportar isto, pontos de medição ou pistas de varredura são automaticamente distribuídos nos elementos geométricos a serem medidos, por exemplo, como círculos, linhas de superfície, estrelas ou espirais, levando em conta as rotas de desvio necessárias. Desta forma, a seqüência completa de medição incluindo a avaliação é primeiramente criada off-line utilizando o modelo CAD ou on-line com o número mínimo de pontos para o respectivo elemento geométrico. Pontos de medição e faixas de varredura podem ser movidos, apagados ou adicionados posteriormente com o mouse ou através de um diálogo. As seqüências de medição especificadas desta forma podem ser salvas e chamadas como uma seqüência automática em caso de repetição.

TomoSim é o primeiro software de medição de coordenadas a simular o processo de tomografia offline usando dados CAD ou uma nuvem de pontos em formato STL. A simulação realista, levando em conta os parâmetros de CT definidos, permite o cálculo de um volume incluindo todos os artefatos essenciais. Por exemplo, um programa inicial de inspeção de amostras pode ser ensinado em paralelo à produção da primeira peça e ao desempenho de outras medições na unidade com o software de medição WinWerth® em uma estação de trabalho offline. O TomoSim permite assim uma aceleração do processo e uma redução dos tempos de parada, por exemplo para dispositivos TomoScope® em operação multi-turno.

Além de um programa completo de criação e verificação de viabilidade a tempo para a conclusão da primeira peça, a simulação do processo de tomografia permite o teste e a otimização dos parâmetros de TC. Com a ajuda do volume simulado, artefatos significativos, por exemplo, devido ao endurecimento do feixe ou a poucos passos de rotação, podem ser detectados e, se necessário, uma correção apropriada do artefato pode ser selecionada. Também é nova a programação offline completa de avaliações baseadas em volume, tais como detecção de rebarbas, análise de vazios, análise de porosidade, reconhecimento de texto, SurfaceScan Predefinido ou em seções de volume.

Outra vantagem do módulo CAD integrado em WinWerth® é que as informações CAD podem ser usadas para posicionar a máquina de medição de coordenadas. A Werth foi provavelmente o primeiro fabricante de máquinas de medição por coordenadas a introduzir esta tecnologia já em meados dos anos 90, sob o termo CAD-Online®. A seqüência inteira de medição pode ser controlada selecionando as características geométricas no modelo CAD. A máquina de medição se move automaticamente para as posições de medição geradas e mede com os sensores selecionados.
 Desta forma, os pontos de medição podem ser automaticamente registrados como nuvens de pontos com sondas, por exemplo, ou superfícies maiores podem ser medidas em alta resolução com o patch Werth 3D ou sensores confocais, colocando automaticamente as medições individuais umas ao lado das outras. Parâmetros tecnológicos como a configuração de iluminação para o sensor de processamento de imagem podem ser ajustados por operação direta no dispositivo de medição, levando em conta a interação entre iluminação, objeto de medição e sistema de imagem. As colisões são evitadas pela modificação automática das seqüências de movimento com base na peça de trabalho e na geometria do dispositivo ou sensor.

Muitos sistemas CAD agora oferecem a opção de integrar dados PMI (Product and Manufacturing Information). Além da descrição geométrica dos elementos CAD, os conjuntos 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 pistas de varredura em todos os elementos geométricos que devem ser ligados para encontrar a solução, e a seqüência de medição é criada pelo menos parcialmente automaticamente. Infelizmente, esta solução ainda não está muito difundida devido ao aumento das exigências para a criação do modelo CAD.

Para que a seqüência completa de medição seja gerada de forma totalmente automática, todos os parâmetros necessários devem ser armazenados nos dados do PMI ou determinados automaticamente pelo software de medição. Se estes pré-requisitos forem atendidos, as seqüências completas de medição para a medição de ferramentas metálicas de tolerância próxima para a produção de moldes de injeção para lentes de contato, por exemplo, podem ser geradas de forma totalmente automática em WinWerth®. A medição é realizada com uma máquina de medição de coordenadas multi-sensores utilizando uma combinação de sensores óticos de distância com processamento de imagem e com a ajuda de um eixo rotativo/ giratório automático para a peça a ser trabalhada.

No processamento de imagens de contorno, a imagem é vista como um todo bidimensional dentro de uma janela de avaliação. Os contornos são extraídos desta imagem usando algoritmos matemáticos adequados (operadores). Cada ponto de imagem de um contorno corresponde a um ponto de medição. Os pontos de medição são amarrados juntos como um colar de pérolas. Isto torna possível detectar e filtrar contornos interferentes causados por estruturas de superfície, rupturas e sujeira durante a medição (filtro de contorno) sem alterar a forma dos contornos. É importante para uso prático que vários contornos possam ser distinguidos dentro de uma faixa de captura e que o desejado possa ser selecionado. Isto permite a detecção confiável de bordas mesmo com grandes tolerâncias e varredura estável em luz transmitida. Em mais um passo, os sistemas modernos interpolam as coordenadas dos pontos de medição dentro da grade de pixels e assim permitem maior precisão.

Com o processamento de imagem de contorno 2D e os filtros de processamento de imagem associados, as medições também podem ser feitas em qualquer seção do volume do CT ou nuvem de pontos. Isto torna particularmente fácil medir peças feitas de vários materiais, entre outras coisas.

A tomografia excêntrica permite que a peça seja colocada em qualquer lugar da mesa giratória (patente). Isto elimina a necessidade de alinhamento dispendioso e demorado da peça e aumenta a facilidade de uso. Com a ajuda da tomografia seccional ou tomografia ROI (ROI: Região de interesse), áreas parciais do objeto a ser medido são medidas com alta resolução sem a necessidade de capturar o objeto inteiro a ser medido, por exemplo, com tomografia rasterizada, de uma forma completamente de alta resolução e, portanto, demorada e memorizada de forma intensiva. A tomografia Multi-ROI oferece uma combinação das vantagens da tomografia excêntrica e da tomografia de seção. Várias sub-áreas a serem altamente resolvidas também podem ser selecionadas em posições arbitrárias no objeto a ser medido.

Com a tomografia no modo convencional start-stop, o movimento rotativo é interrompido para a aquisição de cada imagem de transmissão para que não ocorra borrão de movimento durante a exposição. A tomografia OnTheFly permite economizar tempo morto para o posicionamento da peça através de rotação contínua. Com este método, por um lado, o tempo de medição pode ser muito reduzido com a mesma qualidade de dados e, por outro, a qualidade dos dados e, portanto, a incerteza de medição pode ser melhorada com o mesmo tempo de medição.

A interface do usuário WinWerth® Scout permite acesso rápido e fácil a todos os processos de medição na empresa. Os trabalhos de medição que ainda estão sendo processados estão listados. Ao lado do número de identificação do trabalho, é mostrado o status atual, como "trabalho iniciado", "tomografia", "medição tátil" ou "avaliação". Os trabalhos concluídos são automaticamente movidos para outra lista e codificados por cores de acordo com seu status: verde para "em tolerância", amarelo para "limite de intervenção" e vermelho para "fora de tolerância".

Se várias peças são medidas ao mesmo tempo, um ou mais grupos de peças são criados. Se você clicar em um trabalho de medição na lista de medidas acabadas, outra janela se abre com uma lista de todos os grupos de peças medidas ou peças cujo status também é codificado por cores.

Clicando no grupo ou peça da lista, abre-se o visualizador WinWerth® 3D. Para grupos de peças, aparece uma visualização geral dos elementos das peças. Os elementos da peça são exibidos como esferas cuja cor reflete o status das peças. Clicando com o botão direito do mouse sobre o elemento de trabalho de interesse abre uma lista de seleção com a exibição dos resultados para a respectiva peça.

Dependendo da tarefa, o cálculo ou representação dos resultados da medição é realizado em um sistema de coordenadas de referência que foi medido previamente (por exemplo, por exemplo, coordenadas de veículos na engenharia automotiva), ou em um sistema de coordenadas que foi gerado pelo ajuste ideal de áreas de superfície selecionadas em relação ao modelo CAD.

As duas estratégias de ajuste WinWerth® BestFit e ToleranceFit® podem ser bem ilustradas usando o exemplo de uma seção 2D. No primeiro caso, a posição dos pontos medidos é otimizada ao minimizar as distâncias para os pontos nominais. Como as tolerâncias de diferentes áreas de objetos não são levadas em consideração durante a montagem, os excessos de tolerância podem ser detectados, embora a tolerância possa ser mantida através do deslocamento do sistema de coordenadas. Este método é, portanto, adequado apenas de forma limitada para o controle de qualidade.

O critério de otimização em WinWerth® ToleranceFit® é manter a distância entre o ponto de medição e o limite de tolerância tão grande quanto possível ou, se o ponto de medição estiver fora do limite de tolerância, manter o excesso de tolerância tão pequeno quanto possível. Os objetos detectados como defeituosos segundo o método BestFit (áreas vermelhas presentes), mas que não são realmente defeituosos, podem ser classificados como funcionais de acordo com o método ToleranceFit®. O contorno é verificado como se fosse uma bitola.

Uma competência especial da Werth é a detecção e medição automática de rebarbas ou cavacos durante o processo de medição. O resultado é uma exibição do desvio codificado por cores da rebarba, assim como o comprimento máximo da rebarba. A exibição do desvio opcionalmente mostra apenas aqueles pontos onde o comprimento da rebarba excede os limites de tolerância. O comprimento da rebarba ao longo de toda a rebarba também pode ser exibido numericamente através de marcadores de análise. Por exemplo, a cada 0,5 mm é colocada uma bandeira que contém o comprimento máximo local de rebarbas.

Em WinWerth®, uma seleção de ferramentas de software para análise de material sobre os dados de volume também está disponível. A exibição dos dados de volume é integrada ao módulo 3D do software de medição WinWerth®. O volume é visualizado sob a forma de valores cinzentos que representam a densidade do material. Em geral, o volume é exibido mais brilhante com densidade crescente. Três visões diferentes podem ser usadas em paralelo e individualmente desbotadas para dentro ou para fora. É possível exibir o volume completo, ou seja, todos os voxels com seus respectivos valores cinzas. Na visão "superfície ISO", apenas os voxels com o valor cinza selecionado são exibidos. As seções 2D também podem ser exibidas após a seleção do plano da seção. Todas as variantes são apresentadas giratórias em três dimensões e, portanto, podem ser analisadas de todos os lados. Modelo CAD, volume de voxel e nuvem de pontos de medição são exibidos sobrepostos no mesmo sistema de coordenadas.

A representação pode ser recortada por meio de planos definidos arbitrariamente (planos de recortes). Os dados de modelo e medição estão ocultos além dos planos. Toda a peça pode ser removida camada por camada e verificada visualmente, por exemplo, quanto à existência de orifícios de sopro. Com a ajuda dos planos de recorte, podem ser inspecionados materiais, geometrias internas e componentes individuais de peças de trabalho de vários materiais. Tanto os planos de recorte como os planos de seção para exibição e inspeção de seções 2D podem ser movidos e girados em três dimensões diretamente no gráfico 3D usando o mouse. Os cliques do mouse sobre o volume do voxel geram agora pontos de superfície 3D para alinhamento, o que também é possível sem o cálculo prévio da nuvem de pontos de medição.

Com a ajuda da função de histograma, a transparência para áreas selecionadas de valores cinzas pode ser variada e os valores cinzas podem ser mapeados em uma escala de cores. Ao variar a curva de transferência em quaisquer intervalos parciais, o valor cinzento ou as áreas de cor podem ser espalhados para aumentar o contraste. A curva de transferência pode agora ser definida uma vez para uma peça de amostra e depois ser salva para medições em série de peças semelhantes. Isto garante a representação ideal de cada volume de voxel para uma inspeção rápida.