Braços de medição
OnyxAceBraços de medição
com scanners 3D
Onyx SkylineAce Skylinecom scanners 3D
Na sua essência, a digitalização 3D por triangulação a laser baseia-se num princípio simples, mas engenhoso, que utiliza um scanner de metrologia capaz de efetuar medições tridimensionais de qualquer objeto através da digitalização com luz laser.
O princípio da triangulação a laser funciona através da combinação de um laser e de uma câmara. Um feixe de laser é projetado sobre a superfície do objeto e, por meio de uma câmara, capta a luz refletida. Ao conhecer os ângulos e a distância entre o laser e a câmara, o sistema calcula as coordenadas exatas na superfície do objeto utilizando uma relação trigonométrica.
Os scanners 3D avançados, como os scanners Kreon, concebidos para medições por triangulação a laser, garantem uma captura de dados fiável da forma e das características exatas dos componentes com uma precisão notável, tudo isto com a ajuda de um feixe de laser.
Isto permite aos fabricantes cumprir com segurança os seus objetivos de controlo de qualidade e desenvolvimento de produtos numa vasta gama de aplicações industriais.
O termo «triangulação», no contexto da digitalização 3D, tem origem em dois aspetos principais:
1. Configuração do sistema: Os componentes do sistema, que incluem a fonte de laser (1), a câmara (2) e a linha de laser (3) sobre o objeto a ser digitalizado, estão dispostos de forma a formar os três vértices de um triângulo.
2. Princípio matemático: O método recorre a princípios baseados em triângulos semelhantes. Isto implica utilizar as relações e proporções dos triângulos, juntamente com cálculos trigonométricos, para converter a informação bidimensional capturada na imagem digital em coordenadas tridimensionais do mundo real.
Na digitalização 3D por triangulação a laser, os parâmetros conhecidos são o comprimento de um dos lados do triângulo, a distância entre a câmara e o transmissor de laser e o ângulo formado entre o emissor de laser e a câmara. A precisão do scanner está ligada à exatidão da medição da distância e do ângulo entre o emissor de laser e a câmara, e à consistência com que estes parâmetros são mantidos ao longo do tempo durante o funcionamento do scanner. Além disso, a precisão do scanner depende da resolução do sensor da câmara.
Ao observar a posição do ponto do laser no campo de visão da câmara, é possível determinar o ângulo em relação ao lado da câmara. Estes três parâmetros definem a forma e as dimensões do triângulo e indicam com precisão a posição do ponto do laser.
A imagem abaixo mostra como a câmara percebe a linha de laser. A linha aparece distorcida devido à forma da superfície do objeto. A coordenada Y de um ponto na linha de laser na imagem aumenta com a altitude do ponto correspondente no objeto real.
Aqui está uma explicação passo a passo do processo
1. É projetada uma linha de laser verticalmente sobre o objeto a digitalizar.
2. Uma câmara, inclinada num ângulo (θ) em relação ao plano do laser, filma a cena para determinar a posição do objeto.
3. A linha digitalizada é transformada numa série de pontos 2D com uma abscissa comum.
4. Ao mover o scanner, a câmara regista uma nova linha de laser após a primeira e assim sucessivamente, formando uma sucessão de linhas de laser que se podem sobrepor para formar a forma completa do objeto em 3D.
O posicionamento preciso do scanner é fundamental para a colocação eficaz das linhas de digitalização. Isto requer um conhecimento profundo da localização do scanner no espaço de trabalho.
A principal abordagem para alcançar este objetivo é o Sistema de Posicionamento Externo, que inclui dispositivos externos d , como um braço de medição ou uma Máquina de Medição por Coordenadas (CMM), que podem ser utilizados, tornando-o totalmente independente e permitindo medições de alta precisão.
A frequência do scanner determina a velocidade de aquisição das linhas. Quanto maior for a frequência, mais próximas ficam as linhas e mais rápido pode ser o movimento do operador.
Para garantir uma cobertura abrangente e precisão, podem ser realizadas várias digitalizações a partir de diferentes ângulos ou posições em relação ao objeto. Os dados das várias digitalizações são alinhados e combinados numa única nuvem de pontos, que representa as coordenadas espaciais precisas dos pontos na superfície do objeto.
Os dados da nuvem de pontos são processados para reconstruir a geometria da superfície do objeto em três dimensões, podendo gerar uma superfície em malha. O resultado final do processo de digitalização é um modelo digital do objeto, que pode ser utilizado para diversas aplicações, tais como inspeção, controlo de qualidade, engenharia reversa ou preservação digital de obras de arte.
A digitalização a laser oferece vantagens significativas em vários setores. Na indústria transformadora, garante uma precisão ao nível do mícron para o controlo de qualidade, a deteção de defeitos e a verificação de geometrias complexas. A indústria automóvel utiliza scanners a laser para a validação de peças e a inspeção de ferramentas, contribuindo para o desenvolvimento de veículos mais fiáveis e seguros. Os engenheiros aeroespaciais recorrem à digitalização a laser para realizar ensaios não destrutivos e sem contacto, permitindo capturar desde detalhes intricados até grandes conjuntos sem danificar componentes sensíveis.
Em conclusão, a tecnologia de digitalização 3D por triangulação a laser é incrivelmente precisa e útil para medir e capturar objetos industriais nos seus mínimos detalhes. Ajuda as indústrias a serem precisas, a trabalharem mais rapidamente e a analisarem e implementarem dados fiáveis. Esta tecnologia é utilizada de muitas formas diferentes e está em constante aperfeiçoamento, acelerando os projetos industriais para maximizar a sua produtividade.
