Software de medição WinWerth®

Para tarefas de medição mais complicadas, o procedimento descrito acima já não é suficiente. O próprio operador pode, portanto, assumir partes dos processos realmente automáticos (definir janela, seleccionar elemento) e familiarizar-se gradualmente com o controlo mais detalhado dos processos de medição. Para apoiar isto, pontos de medição ou pistas de varrimento são automaticamente distribuídos nos elementos geométricos a medir, por exemplo, como círculos, linhas de superfície, estrelas ou espirais, tendo em conta as rotas de desvio necessárias. Desta forma, a sequência de medição completa, incluindo a avaliação, é primeiro 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 pistas de varrimento podem ser subsequentemente movidos, apagados ou adicionados com o rato ou através de um diálogo. As sequências de medição especificadas desta forma podem ser guardadas e chamadas como uma sequência 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, tendo em conta os parâmetros de CT definidos, permite o cálculo de um volume que inclui todos os artefactos essenciais. Por exemplo, um programa inicial de inspecção de amostras pode ser ensinado em paralelo com a produção da primeira peça e a realização de outras medições na unidade com o software de medição WinWerth® numa estação de trabalho offline. O TomoSim permite assim uma aceleração do processo e uma redução dos tempos de paragem, por exemplo para dispositivos TomoScope® em operação multi-turno.

Para além de uma criação completa do programa e verificação de viabilidade a tempo da conclusão da primeira peça, a simulação do processo de tomografia permite o ensaio e optimização dos parâmetros de tomografia computorizada. 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 seleccionada uma correcção apropriada do artefacto. 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 secções de volume.

Outra vantagem do módulo CAD integrado em WinWerth® é que a informação CAD pode ser utilizada 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 da década de 1990, sob o termo CAD-Online®. Toda a sequência de medição pode ser controlada através da selecção 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, os pontos de medição podem ser automaticamente registados 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. Os parâmetros tecnológicos, tais como a configuração da iluminação para o sensor de processamento de imagem, podem ser ajustados por operação directa no dispositivo de medição, tendo em conta a interacção entre a iluminação, o objecto de medição e o sistema de imagem. As colisões são evitadas através da modificação automática das sequências de movimento com base na peça e no dispositivo ou na geometria do sensor.

Muitos sistemas CAD oferecem agora a opção de integrar dados PMI (Product and Manufacturing Information). Para além da descrição geométrica dos elementos CAD, os conjuntos de dados CAD resultantes também contêm as dimensões especificadas pelo projectista. Quando as propriedades geométricas são seleccionadas, o software de medição WinWerth® distribui pontos de medição ou pistas de varrimento em todos os elementos geométricos que devem ser ligados para encontrar a solução, e a sequência de medição é criada pelo menos parcialmente automaticamente. Infelizmente, esta solução ainda não está muito difundida devido ao aumento dos requisitos para a criação do modelo CAD.

Para que a sequência de medição completa 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 satisfeitos, as sequências de medição completas para a medição de ferramentas metálicas de tolerância próxima para a produção de moldes de injecção para lentes de contacto, por exemplo, podem ser geradas de forma totalmente automática em WinWerth®. A medição é realizada com uma máquina de medição de coordenadas multi-sensor, utilizando uma combinação de sensores ópticos de distância com processamento de imagem e com a ajuda de um eixo rotativo/ giratório automático para a peça de trabalho.

No processamento de imagens de contorno, a imagem é vista como um todo bidimensional dentro de uma janela de avaliação. Os contornos são extraídos a partir desta imagem utilizando 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 sujidade 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 um intervalo de captura e que o desejado possa ser seleccionado. Isto permite a detecção fiável de arestas, mesmo com grandes tolerâncias e escaneamento estável em luz transmitida. Num passo seguinte, os sistemas modernos interpolam as coordenadas dos pontos de medição dentro da grelha de píxeis e permitem assim uma maior precisão.

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 do CT ou da 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 parte da mesa rotativa (patente). Isto elimina a necessidade de alinhamento dispendioso e demorado da peça e aumenta a facilidade de utilização. Com a ajuda de tomografia seccional ou tomografia ROI (ROI: Região de interesse), as áreas parciais do objecto a medir são medidas com alta resolução sem ter de capturar o objecto inteiro a medir, por exemplo, com tomografia rasterizada, de uma forma completamente de alta resolução e, portanto, demorada e de memória intensiva. A tomografia Multi-ROI oferece uma combinação das vantagens da tomografia excêntrica e da tomografia de secção. Várias sub-áreas a serem altamente resolvidas podem também ser seleccionadas em posições arbitrárias no objecto a ser medido.

Com a tomografia no modo convencional start-stop, o movimento rotativo é interrompido para a aquisição de cada imagem de transmissão, de modo a que não ocorra qualquer desfocagem do movimento durante a exposição. A tomografia OnTheFly torna possível poupar tempo morto para o posicionamento da peça por rotação contínua. Com este método, por um lado o tempo de medição pode ser grandemente reduzido com a mesma qualidade de dados, e por outro lado a qualidade dos dados e assim a incerteza de medição pode ser melhorada com o mesmo tempo de medição.

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

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

Clicando no grupo ou peça na vista de lista abre o visualizador WinWerth® 3D. Para grupos de peças, aparece uma visualização geral dos elementos da peça. Os elementos da peça são exibidos como esferas cuja cor reflecte o estado das peças. Um clique com o botão direito do rato sobre o elemento de trabalho de interesse abre uma lista de selecção com os resultados para a respectiva peça.

Dependendo da tarefa, o cálculo ou representação dos resultados da medição é efectuado num sistema de coordenadas de referência que foi medido previamente (por exemplo por exemplo, coordenadas de veículos na engenharia automóvel), ou num sistema de coordenadas que foi gerado pela montagem optimizada de áreas de superfície seleccionadas em relação ao modelo CAD.

As duas estratégias de ajuste WinWerth® BestFit e ToleranceFit® podem ser bem ilustradas utilizando o exemplo de uma secção 2D. No primeiro caso, a posição dos pontos medidos é optimizada ao minimizar as distâncias para os pontos nominais. Uma vez que as tolerâncias de diferentes áreas de objectos não são tidas em conta durante a montagem, os excessos de tolerância podem ser detectados, embora a tolerância possa ser mantida através da deslocação do sistema de coordenadas. Este método é, por conseguinte, apenas adequado numa medida limitada para o controlo de qualidade.

O critério de optimização 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 objectos detectados como defeituosos de acordo com 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 com um medidor.

Uma competência especial da Werth é a detecção e medição automática de rebarbas ou lascas durante o processo de medição. O resultado é uma visualização do desvio codificado por cores da rebarba, bem como do comprimento máximo da rebarba. A visualização do desvio opcionalmente mostra apenas os pontos em que 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®, está também disponível uma selecção de ferramentas de software para análise de material sobre os dados de volume. A visualização dos dados de volume está integrada no 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 apresentado mais brilhante com densidade crescente. Três pontos de vista diferentes podem ser utilizados em paralelo e individualmente desbotados para dentro ou para fora. É possível exibir todo o volume, ou seja, todos os voxels com o seu respectivo valor cinzento. Na vista "superfície ISO", apenas são exibidos os voxels com o valor cinzento seleccionado. As secções 2D também podem ser exibidas após a selecção do plano da secção. Todas as variantes são mostradas giratórias em três dimensões e podem assim 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 através de planos definidos arbitrariamente (planos de recortes). Os modelos e os dados de medição estão escondidos para além dos planos. Toda a peça pode ser removida camada a camada e verificada visualmente para a existência de furos de sondagem, por exemplo. Com a ajuda dos planos de recorte, podem ser inspeccionados materiais, geometrias internas e componentes individuais de peças de trabalho multi-materiais. Tanto os planos de recorte como os planos de secção para exibição e inspecção de secções 2D podem ser movidos e rodados em três dimensões directamente no gráfico 3D usando o rato. Os cliques do rato no volume do voxel geram agora pontos de superfície 3D para alinhamento, o que também é possível sem cálculo prévio da nuvem de pontos de medição.

Com a ajuda da função de histograma, a transparência para áreas seleccionadas de valores cinzentos pode ser variada e os valores cinzentos podem ser mapeados numa 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 guardada para medições em série de peças semelhantes. Isto assegura a representação óptima de cada volume de voxel para uma inspecção rápida.