Ramiona pomiarowe
OnyxAceRamiona pomiarowe
ze skanerami 3D
Onyx SkylineAce Skylineze skanerami 3D
- PRODUKTY
- ZASTOSOWANIA
- Korporacyjne
- Pomoc techniczna
- SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI
- PL
Norma umożliwiająca łatwe porównywanie skanerów 3D przeznaczonych do metrologii
W przypadku procesów związanych z kontrolą jakości w środowisku przemysłowym niezbędne jest pełne zaufanie do przyrządu pomiarowego. Skaner o dobrych parametrach technicznych i jasno określonych granicach można lepiej wykorzystać, a ponadto zapewni on spójne wyniki w danym zastosowaniu. Dzięki ujednoliceniu testów dla wszystkich producentów norma ISO 10360-8 gwarantuje spójność, przejrzystość, a tym samym zaufanie do parametrów technicznych skanerów.
W przeszłości każdy producent stosował testy, które przedstawiały jego produkty w jak najlepszym świetle. Najbardziej uderzającym przykładem są specyfikacje dotyczące odchylenia kształtu w pomiarach skanerów. Porównajmy dwa skanery, których błąd kształtu wynosi odpowiednio 15 µm i 18 µm. Na pierwszy rzut oka pierwszy skaner wydaje się lepszy, z wyjątkiem tego, że jego błąd kształtu jest wyrażony przy 1 sigmie (σ), a drugiego przy 2 σ. Oznacza to, że pierwszy wynik uwzględnia 68% najdokładniejszych punktów, a nie 95%, jak w przypadku drugiego (patrz rysunek 2.3). W rzeczywistości jest bardzo prawdopodobne, że drugi skaner będzie działał lepiej. Chociaż bystry obserwator może dostrzec tę sztuczkę, specjalne testy opracowane przez producentów mogą sprawić, że porównanie produktów będzie praktycznie niemożliwe.
Norma obejmuje szeroki zakres technologii, dzięki czemu można porównać wydajność bardzo różnorodnych systemów. Typowe stosowane w tym zakresie zasady pomiarowe to triangulacja oraz współosiowy pomiar odległości. Do pierwszej z nich zaliczają się: projekcja linii strukturalnych, efekt mory, projekcja światła szczelinowego, skanowanie punktowe itp., natomiast do drugiej – interferometria i systemy konfokalne.
Ponieważ skanery firmy Kreon działają na zasadzie triangulacji laserowej, badania zgodne z normą ISO 10360-8 wymagają ich przemieszczania w sposób liniowy przy użyciu maszyny CMM. Zdefiniowano liczne testy, które w wielu przypadkach pozwalają na rzetelną ocenę zarówno parametrów technicznych maszyny CMM, jak i skanera. Testy skanerów pozwalają wykryć następujące usterki: szumy, błąd digitalizacji, zniekształcenie obrazu, interakcję optyczną z powierzchnią próbki, błąd standaryzacji oraz nieprawidłowy algorytm. Poniższa analiza opiera się na trzech podstawowych testach stosowanych przez firmę Kreon.
MPE (P[Rozmiar.Sferyczny.Ogółem:Tr:ODS])
Test ten pozwala określić błąd skanowania podczas pomiaru wymiaru.
Test ten, przeprowadzany na kuli wzorcowej, pozwala uzyskać różnicę między średnicą zmierzoną przez skaner (obliczoną metodą najmniejszych kwadratów na podstawie wszystkich zeskanowanych punktów) a rzeczywistą średnicą zeskanowanej kuli. Im wynik jest bliższy 0, tym większa jest dokładność skanera podczas pomiaru wymiarów figur geometrycznych.
Jak postępujemy (rysunki 1.1 i 2.1)
MPL (P[Form.Sph.D95%:Tr:ODS])
Test ten pozwala określić rozkład punktów na skanowanej powierzchni (rys. 1.2).
Można go wykorzystać do oceny szumu pomiarowego. Test przeprowadzany jest na skalibrowanej kuli i rysuje wokół niej obwiednię (podobną do powłoki), obejmującą 95% skanowanych punktów (2 σ). W celu uzyskania wyniku testu grubość powłoki dzieli się przez dwa, ponieważ jest ona wyrażana jako +/-2 σ. Im wartość jest bliższa zeru, tym mniej zakłóceń występuje w chmurze punktów.
Jak postępujemy (rysunki 1.2 i 2.2)
MPL (P[Form.Pla.D95%:Tr:ODS])
Test ten stanowi uzupełnienie poprzedniego i opiera się na tych samych zasadach. W tym przypadku linia lasera jest badana w całości, a nie częściowo, jak w przypadku kuli.
Poziom szumu jest określany na podstawie płaszczyzny, a nie kuli. Test obejmuje 95% skanowanych punktów znajdujących się między dwiema równoległymi płaszczyznami. W celu uzyskania wyniku testu odległość między tymi dwiema płaszczyznami dzieli się przez dwa, co wyraża się jako +/-2 σ. Im wartość ta jest bliższa zeru, tym mniejszy jest poziom szumu w chmurze punktów.
Jak postępujemy (rysunki 1.3 i 2.2)
Przedstawienie wyników testów na krzywej Gaussa, która odzwierciedla rozkład punktów wokół ich wartości średniej.
– P = Wydajność.
Litera P odnosi się do parametru wydajności skanera, takiego jak na przykład wartość rozkładu chmury punktów.
– E = Błąd.
Litera E odnosi się do błędu pomiarowego, takiego jak na przykład błąd w wielkości kuli.
W przypadku gdy pomiary testowe nie są obarczone błędami stosuje się specyfikację maksymalnej dopuszczalnej wartości (MPL) zamiast specyfikacji maksymalnego dopuszczalnego błędu (MPE); w związku z tym badanie zgodności ze specyfikacją MPL nie wymaga użycia wzorców z odpowiednią kalibracją.
Wartości MPL i MPE podane przez producenta gwarantują, że dany system działa lepiej niż dopuszczalne wartości maksymalne.
Test LDia służy do oceny wydajności maszyn CMM wyposażonych w głowicę obrotową. Polega on na pomiarze kuli za pomocą skanera ustawionego w 5 różnych pozycjach. Łącząc błędy maszyny CMM z błędami głowicy obrotowej (na przykład modelu PH10), test ten należy do tych, które skupiają się raczej na wadach układów przegubowych niż na wadach samych skanerów. Dlatego w firmie Kreon nie uwzględniamy tego wyniku w specyfikacjach naszych skanerów.
Jednak podczas konfiguracji maszyny CMM ze skanerem test ten może być przydatny do weryfikacji niepewności związanych w szczególności z głowicą o wielu indeksach.
Badania pomiaru długości wiążą się ze znacznym przemieszczaniem maszyny CMM, co sprawia, że zalicza się je do kategorii testów przeprowadzanych w ramach sprawdzania działania maszyny CMM, a nie konkretnie skanera.
Wiele testów opiera się na znacznym ograniczeniu liczby punktów chmury, zachowując zaledwie 25 punktów. Spośród kilku dostępnych metod wyboru tych punktów najprostsza polega na wybraniu jednego punktu w każdej z 25 równomiernie rozmieszczonych stref. Ułatwia to wybór 25 najlepszych punktów, zapewniając doskonałe wyniki, które w żadnym wypadku nie odzwierciedlają wydajności skanera podczas normalnego użytkowania.
Norma ISO 10360-8, szczególnie dostosowana do skanerów stosowanych w maszynach CMM, zapewnia wiarygodne specyfikacje dla szerokiej gamy skanerów wykorzystujących różne technologie. Jej coraz powszechniejsze stosowanie znacznie ułatwia zrozumienie danych dotyczących wydajności skanerów dostępnych na rynku. Kupujący, metrolodzy i inżynierowie mogą teraz uzyskać prawdziwy obraz tej stale poszerzającej się oferty produktów. Wspierając dążenie do przejrzystości i jasności, firma Kreon od 2016 roku zobowiązuje się do opierania wszystkich specyfikacji nowych skanerów na normie ISO 10360-8.
