3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban

Átírás

1 II. Nemzetközi Interdiszciplináris 3D Konferencia 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András

2 Tartalom Bevezetés Bemutatkozás Háromdimenziós optikai méréstechnika a kerámia gyártásban GOM 3D optikai méréstechnika Visszamodellezés GOM ATOS adatokkal AZ ATOS rendszer használata a rapid technológiákban Alkalmazás a turbinalapátok precíziós öntési folyamataiban 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 2

3 Bevezetés Bemutatkozás Háromdimenziós optikai méréstechnika a kerámia gyártásban GOM méréstechnika

4 R-Design Studio Mérnök Iroda Kft. Ipari 3D méréstechnika, a CAD modellezés, tervezés és gyorsprototípus gyártás A GOM Optical Measuring Techinques kizárólagos magyarországi disztribútora GOM központ, Braunschweig, Németország 3D optikai mérőrendszerek értékesítése, terméktámogatás és méréstechnikai szolgáltatások Visszamodellezés (Reverse Engineering) Geomagic Solutions R-Design Studio Kft., Budapest 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 4

5 3D Optikai Méréstechnika a Kerámia Gyártásban A felhasználás területei Szaniteráru Asztali és konyhai kerámiaáruk ATOS szenzor Műszaki kerámia Építési kerámia Figurák, dísztárgyak 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 5

6 3D optikai méréstechnika a kerámia gyártásban Áttekintés Minőségellenőrzés Visszamodellezés Rapid technológiák 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 6

7 GOM Know-how Csíkvetítés Lineáris minta Sztochasztikus minta Referenciapontok Digitális képfeldolgozás Háromdimenziós koordináta méréstechnika Minőségellenőrzés Anyag- és alkatrészvizsgálatok Automatizálás Precíziós háromdimenziós méréstechnika ügyfélközpontú fejlesztése ipari felhasználásra Új megoldások kidolgozása működő folyamatokban, GOM technológiával A technológia alkalmazása és támogatása világszerte 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 7

8 Rajz alapú kiértékelés és pontfelhő vizsgálat Klasszikus első minta bemérés és világos 3D analízis Rajzi méretek ellenőrzése a mérési terv szerint A 3D pontfelhő analízise 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 8

9 GOM 3D optikai mérőrendszerek Anyagvizsgálat 3D alak és dimenzionális ellenőrzés Dinamikus komponens vizsgálat ATOS TRITOP ARAMIS ARGUS PONTOS Teljes felületű 3D Digitalizálás Mobil Optikai CMM Teljes felületű 3D nyúlás mérések Deformáció vizsgálat lemezalakitásnál Dinamikus 3D analízis 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 9

10 ATOS Triple Scan Flexibilis és mobil rendszer Mobil mérőrendszer Telepített rendszer Automatizált rendszer 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 10

11 A GOM megoldás alkalmazásának előnyei Sztereo-kamerás technika Két kamera egy projektor Stabil háromszögelési bázis a két kamera között (CFK-rudak) A koordinátaszámítás egyenleteinek konfigurációja túlhatározott (4 megfigyelés: x 1 p, y 1 p, x 2 p, y 2 p) a kalibrációs állapot mindig ismert A szenzor státuszának folyamatos követése A szenzormozgásához online információk Mindez garancia a legjobb adatminőségre Választható a projektor felhasználása háromszögeléshez kvázi 3 szenzort használ egyidejűleg, nehezen hozzáférhető helyek digitalizálásához (például nagyon mély zsebek esetén) 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 11

12 ATOS Mérési folyamat Az érzékelő beállítása Az érzékelő fejet szabadon, a mérendő tárgy előtt kell felállítani 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 12

13 ATOS Mérési folyamat Mérés Az érzékelő fejet szabadon, a mérendő tárgy előtt kell felállítani Minden mérés után az érzékelőt vagy a tárgyat el kell mozdítani Így elérhetők a mérési folyamat alatt még nem mért a területek 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 13

14 ATOS Mérési folyamat Mérés Az érzékelő fejet szabadon, a mérendő tárgy előtt kell felállítani Minden mérés után az érzékelőt vagy a tárgyat el kell mozdítani Így elérhetők a mérési folyamat alatt még nem mért a területek Valamennyi, önálló mérési eredmény automatikusan transzformálásra kerül egy közös koordinátarendszerbe 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 14

15 ATOS Mérési folyamat Mérés Az érzékelő fejet szabadon, a mérendő tárgy előtt kell felállítani Minden mérés után az érzékelőt vagy a tárgyat el kell mozdítani Így elérhetők a mérési folyamat alatt még nem mért a területek Valamennyi, önálló mérési eredmény automatikusan transzformálásra kerül egy közös koordinátarendszerbe Eredmény: 3 dimenziós, teljes ponthalmaz 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 15

16 ATOS Mérési folyamat Hozzáigazítás A poligonháló matematikai úton RPS, vagy Best-fit-bázisolást alkalmazva illeszthető össze A hozzáigazított mérési adatok felhasználhatók STL-Export, CAD- összehasonlítás, alakhűség és tűrések ellenőrzése, rajzokból származó adatok ellenőrzésének céljára 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 16

17 ATOS Mérési folyamat Kiértékelés A részletes vizsgálat eredményei felhasználhatók: méretek metszetek geometriai elemek előírt és a valóságos értékek összehasonlítására, jelentések vagy különböző adatformák alakjában. 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 17

18 ATOS Mérési folyamat Eredmények exportálható fájlformátumok STL háló IGES metszetek IGES primitívek Exportált STL fájl 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 18

19 ATOS Mérési folyamat Eredmények exportálható fájlformátumok STL háló IGES metszetek IGES primitívek Exportált IGES fájl 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 19

20 ATOS Mérési folyamat Eredmények exportálható fájlformátumok STL háló IGES metszetek IGES primitívek Exportált IGES fájl 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 20

21 Visszamodellezés GOM ATOS adatokkal

22 Visszamodellezés fordított munkafolyamat CAD adatok létrehozása egy meglévő mintadarab felhasználásával Fordított modellezés CAD adatok az alkatrész felhasználásával Az alkatrészek matematikai leképezése háromdimenziós térben a Reverse Engineering adatok által Matematikailag leképezett elemek és funkciók Görbék (pl.: Spline-ok) Szabad formájú felületek (pl.: NURBS = Non-Uniform Rational B-Spline) Primitívek Testmodellek 3D-scan (STL) adat kiindulási adatként Csak pontos és a teljes felületre kiterjedő scan adat tudja tökéletesen és pontosan leírni egy alkatrész felületét és ezáltal jó minőségű Reverse Engineering CAD modellek készítését 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 22

23 ATOS 3D pontfelhők visszamodellezéshez A 3D mérési adatok visszamodellezéséhez A felület matematikai modelljévé (NURBS felület) STL háló/asci pontháló IGES metszetek A visszamodellezéshez szükség van speciális szoftvercsomagokra, mint például: vagy térfogattá (szilárd anyagok) az ATOS szoftver számos általánosan használt formátumban tudja az adatokat exportálni IGES vektorvonalak IGES primitívek Valamint néhány CAD szoftverben is vannak visszamodellező modulok 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 23

24 Visszamodellezés 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 24

25 Visszamodellezés az alkatrésztől a CAD-ig 3 lépésben ATOS digitalizálás STL adatok Metszetek Primitívek Visszamodellezés (pl. Geomagic Solutions) Az STL adat illesztése görbehálóval A NURBS foltok számítása a görbéken belül ATOS pontosság vizsgálat Eltérés az STL adatok és a NURBS foltok között 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 25

26 Visszamodellezés speciális alkalmazások termékfejlesztésben, eszközgyártásban és formatervezésben Termékfejlesztés Kézzel készült minták Manuális dizájnmódosítás Eszközgyártás Manuális korrekció a szerszámpróbák során Sérült eszköz Sokszorosítás Archiválás és szimuláció Alkatrészek és eszközök újra gyártása CAD adatok nélkül Formatervezés az autóiparban A felületek 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 26

27 A visszamodellezés további lépései A mérés eredménye többmillió X-Y-Z koordináta 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 27

28 A visszamodellezés további lépései Ideális geometria illesztése a mért pontfelhőre 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 28

29 A visszamodellezés további lépései Eltérés a mért darab és a CAD modell között 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 29

30 A visszamodellezés további lépései A termékek szórásából adódó eltérések 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 30

31 A visszamodellezés további lépései A termékek szórásából adódó eltérések 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 31

32 A visszamodellezés további lépései Golden Mesh (átlag) létrehozása 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 32

33 A visszamodellezés további lépései Az ideális geometriától való eltérés vizuális megjelenítése 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 33

34 A visszamodellezés további lépései Az átlag mesh összehasonlítása egy konkrét méréssel 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 34

35 A visszamodellezés további lépései Felületi eltérés 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 35

36 Az ATOS rendszerek használata rapid technológiákban

37 ATOS szoftver rapid technológiákhoz A ponthálók háromszögelése A pontfelhők importálása és háromszögelése az előnézet segítségével 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 37

38 ATOS szoftver rapid technológiákhoz Háló feldolgozási lehetőségek a funkciók áttekintése A GOM Inspect szoftverek különféle háló feldolgozási funkciókkal rendelkeznek 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 38

39 ATOS szoftver rapid technológiákhoz Háló feldolgozási lehetőségek a háló zárttá tétele, térfogat számítása A háló zárttá tétele A lyukak kimutatása és bezárása Térfogat számítása Zárt háló szükséges 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 39

40 Direktmarás eszközgyártás Közvetlen másolás CNC marás ATOS adatok alapján Direktmarás az ATOS adatok alapján visszamodellezés nélkül Gyors alkalmazkodás a szerszám változásokhoz Hibrid munkafolyamat A hálóadatok integrálhatóak a felületmodellekhez A pontfelhőre CNC pálya illeszthető 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 40

41 Szerszám és forma archiválási lehetőségek ATOS 3D szenzor Digitális Archiválás Archiválandó szerszámok és formák szkennelése Digitális archiválás Szerszámok és formák biztonságos archiválása Digitális szerszámadatbázis létrehozása 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 41

42 Szerszám és forma archiválás lehetőségek Visszaállítás digitalizált adatokból ATOS 3D szenzor Digitális Archiválás Archivált szerszámok és formák direktmarása CNC marás Digitális adatbázisból 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 42

43 Alkalmazás a turbinalapátok precíziós öntési folyamataiban

44 3D méréstechnika a precíziós öntési folyamatokban Szárnyprofil, lapát és turbina gyártás Kerámia mag Viaszminta Kerámiaforma Viaszcsokor Kész öntvény Megmunkálás Negatív forma Héjképzés 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 44

45 Kerámia magok Forma és alakvizsgálat Kerámiamag vizsgálata Új magfejlesztés analízis Előzetes mintavizsgálat Gyártástámogató mérés Vizsgálat Magméret Zsugorodás és vetemedés Kilökő nyom Output / lehetséges hibamód- és hatáselemzés Feszültség keletkezésének és repedések elkerülésére a kerámia magokban a formában, illetve a viasz kiolvasztása közben A formák és minták hatékony módosítása a pontos gyártás érdekében Helyes hűtőjáratok biztosítása a lapátprofilon belül Imprint of ejector pin 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 45

46 GOM Precíz ipari 3D méréstechnika. Köszönöm a figyelmet! info@gom.com info@r-design.hu 3D optikai méréstechnika a műszaki kerámia gyártásban Szász András 46