Czym jest ramię pomiarowe?
Ramiona pomiarowe to przenośne współrzędnościowe maszyny pomiarowe przeznaczone do wykonywania precyzyjnych pomiarów za pomocą sondy z kulką rubinową (pomiar stykowy), a także za pomocą skanera 3D (pomiar bezstykowy). Ich prostota i łatwość obsługi i możliwość współpracy z wieloma wiodącymi programami do inspekcji (Geomagic Control X, PolyWorks, PowerINSPECT) sprawiają, że są dostępne dla każdego użytkownika.
Dzięki dużej mobilności ramiona pomiarowe można łatwo przenosić, a tym samym stosować w różnych środowiskach, czy to w biurze projektowym, laboratorium metrologicznym czy na hali produkcyjnej. Można je zintegrować z procesami projektowania i produkcji bez ich przerywania. Ramiona pomiarowe oferują szerokie spektrum zastosowania: kontrola jakości, kontrola 3D, inżynieria odwrotna, utrzymanie ruchy lub szybkie prototypowanie.
Jak działa ramię pomiarowe?
Konstrukcja ramienia pomiarowego opiera się na budowie ramienia ludzkiego, z osiami obrotu podobnymi do stawów takich jak bark, łokieć i nadgarstek oraz segmentami, takimi jak przedramię i ramię, nadgarstek.
Uwzględnienie długości elementów składających się na ramię oraz pozycji kątowych zwracanych przez enkodery obecne w każdej osi (przegubie), umożliwia obliczenie dokładnego położenia końcówki ramienia w przestrzeni, w czasie rzeczywistym (w postaci 3 współrzędnych XYZ).
Dokładność pomiarów
Aby dokładnie scharakteryzować całą geometrię ramienia i zapewnić dokładne przeliczanie położenia końcówki sondy w przestrzeni pomiarowej względem bazy ramienia, stosuje się proces kalibracji.
Następnie przeprowadzane są testy walidacyjne w celu zweryfikowania tej kalibracji, a tym samym określenia specyfikacji ramienia i zagwarantowania jakości pomiarów wykonanych przez użytkownika.
Specyfikacje ramion Kreon są zgodne z międzynarodową normą ISO 10360-12, która określa te testy. Dzięki temu można je bez obaw stosować do sondowania geometrii o wysokich wymaganiach dotyczących dokładności, ale także do szybkiego skanowania i kontroli powierzchni części.
Pomiary niezależne od otoczenia
Zastosowanie odpowiednich materiałów, takich jak włókno węglowe i aluminium, zapewnia sztywność i wytrzymałość ramion, a niewielka waga umożliwia łatwe przenoszenie. Przenośna współrzędnościowa maszyna pomiarowa działa w dowolnym miejscu w firmie i dostosowuje się do środowiska, w którym pracuje, zachowując stabilną dokładność poprzez kompensację wahań temperatury.
Zintegrowana bateria wraz z połączeniem bezprzewodowym ułatwiają mobilność urządzenia i pomiarów w warunkach produkcyjnych.
Do czego służy ramię pomiarowe?
Ramiona pomiarowe umożliwiają kontrolę małych lub dużych części o różnym stopniu skomplikowania.
Wiele branż korzysta z ramion pomiarowych czy to do kontroli jakości, czy inżynierii odwrotnej. Bazując na naszym doświadczeniu w wykonywaniu usług pomiarowych, najczęstsze zastosowanie to:
pomiary i regulacje szablonów i sprawdzianów w branży samochodowej i lotniczej
regulacje i kontrola powtarzalności automatów do montażu podzespołów (branża samochodowa)
kontrola geometrii elementów z tworzyw sztucznych (branża samochodowa, AGD)
sprawdzanie geometrii wózków pojazdów szynowych (branża kolejowa)
skanowanie 3D i inżynieria odwrotna, czyli odtworzenie dokumentacji 3D i 2D na podstawie fizycznego elementu
Ramię pomiarowe można użyć do:
Sprawdzania wymiarów części i tolerancji GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) za pomocą oprogramowania metrologicznego.
Wykonania skanu 3D i porównania go do modelu trójwymiarowego CAD, umożliwiającego zidentyfikowanie odkształceń produktu i ich zwizualizowanie za pomocą kolorowej mapy odchyłek., a tym samym sprawdzenia niezgodności części.
Inżynierii odwrotnej, gdy model CAD części nie jest dostępny. Pełna digitalizacja części za pomocą skanera 3D umożliwia uchwycenie najdrobniejszych szczegółów i zbudowanie modelu CAD, co jest niezbędne w dzisiejszych czasach w procesie produkcyjnym.
Wybór odpowiedniego ramienia pomiarowego
6 czy 7 osi?
Ramię pomiarowe może mieć 6 lub 7 osi obrotu. Pierwotnie istniała tylko wersja 6-osiowa. Bardzo dokładna, przeznaczona tylko do pomiarów stykowych.
Wraz z pojawieniem się skanerów 3D możliwych do zamontowania na ramieniu, dodano siódmą oś. Nadgarstek wyposażony w uchwyt, zapewnia dodatkową swobodę ruchów, niezbędną do umiejętnego manewrowania skanerem w przestrzeni. Ta 7-osiowa wersja ramienia, nieco mniej dokładna ze względu na dodatkową oś, jest jednak bardziej wszechstronna, ponieważ może być używana zarówno do sondowania stykowego jak i skanowania.
Uchwyt, używany do manipulowania i prowadzenia skanera, może czasami okazać się nieporęczny i kłopotliwy podczas sondowania niektórych trudniej dostępnych miejsc. Stąd modele ramion Onyx, mają zdejmowany uchwyt.
Jaki zakres pomiarowy?
Objętość pomiarowa – lub rozmiar ramienia – odpowiada w przybliżeniu średnicy kuli, w której ramię pomiarowe może dokonywać pomiarów. Jest to bezpośrednio związane z długością rur ramienia. Dokładność ramienia zależy również od tego parametru, przy czym im mniejsze ramię, tym jest dokładniejsze. Rozróżnia się przestrzeń pomiarową i maksymalną osiągalną odległość (patrz rysunki).
Kreon oferuje szeroką gamę ramion 6 i 7-osiowych, różniących się wielkością od 2m do 5m stopniowaną co 0,5m.
Wybór najbardziej odpowiedniego ramienia pomiarowego wymaga zatem kompromisu między wymaganą dokładnością, a pożądaną przestrzenią pomiarową.
