mercedes a měření deformací v klimatické komoře

Technologie

Vyfotit ze všech stran, prosím

11 prosince 2015  

Poslední aktualizace 30. září 2020 od jirikubes

Optické měření: bez dotyku, jenom pohledem kamer. Jak se to dělá, k čemu je to dobré, jaké je využití – první kousnutí do nového, obsáhlého tématu.

Skener znáte. Položit papír na sklo, spustit mašinku a vzápětí mít dokument na obrazovce počítače. Tady jde ale o trošku jiné skenery, které se používají různými způsoby v mnoha průmyslových odvětvích.

„Optické skenery lze použít na dva druhy práce: digitalizaci, tedy převod fyzického tělesa do počítačového modelu, a měření deformací ve zkušebnictví, kdy se zkoumá, jak se těleso mění v čase,“ vysvětluje Marek Blažo, aplikační inženýr ze společnosti MCAE Systems.

Proces skenovani, skenování

Proces skenovani

Dvě oči a projektor

Skener se skládá ze dvou kamer a projektoru. Snímání probíhá trojrozměrně, je to tedy podobné jako u člověka: k prostorovému vidění také potřebujeme dvě oči. Projektor na měřený objekt promítá rastr, pomocí něhož se měří. Získaný snímek se v počítači vyhodnocuje a triangulačním výpočtem se získávají souřadnice jednotlivých bodů na povrchu předmětu. Ty se potom spojí do trojúhelníkové (polygonální) sítě. Samozřejmě je nutné skener před použitím kalibrovat – říká to počítači, jaká je vzdálenost kamer a jaký svírají úhel.

Atos, Skener

Skener Atos

Tyto ruční skenery lze obsluhovat ve třech režimech. Při ručním je skener na stativu, který na kolečkách obíhá kolem měřeného objektu. V řekněme poloautomatickém režimu objekt rotuje na rotačním stolku v měřicím poli skeneru. A při plné automatice je skener usazený na průmyslových robotech.

Když tímto způsobem daný předmět zdigitalizujeme, můžeme získaná data využít k různým účelům. „V průmyslu se tak kontroluje kvalita výroby – máte nominální CAD model a výrobek, který zdigitalizujete, a pak oba porovnáte. Zjistíte tak, jak přesně je skenovaný díl vyrobený,“ vysvětluje Blažo a pokračuje: „Lze to využít také pro reverzní inženýrství, což je vlastně opačný proces oproti klasickému konstruování. Vytvářejí se CAD modely – výkresy – už existujícího dílu.“

Jak dostat turbínu do počítače

Druhá zmíněná technologie se používá například u starých technických prvků, k nimž neexistuje výkresová dokumentace. Třeba taková historická turbína ve vodní elektrárně, která běží už padesát let. Jenže k případné opravě je nutné mít data v počítači, aby se náhradní díly daly vyrobit. A tady právě přichází ke slovu reverzní inženýrství. „Další využití najdou optické skenery v designu nebo sochařství – například u soch poškozených nebo zničených erozí je možné pomocí rekonstrukce dat a virtuálního sochařství domodelovat zničenou nebo chybějící část, a vrátit tak soše její původní vzhled,“ popisuje Blažo.

Jak se trhá beton

Další oblastí jsou optické skenery pro měření pohybu a deformací. Tyto systémy se využívají ke dvěma druhům zkoušek. „Tím prvním jsou měření materiálových charakteristik – získávají se informace o jejich vlastnostech. Měřený předmět je potřeba nejdřív připravit – nastříká se na něj takzvaný kontrastní vzorek, což je kombinace bílé a černé barvy ve speciálním nepravidelném vzorku. Software následně vypočítává souřadnice bodů na povrchu zkoumaného objektu pomocí digitální korelace obrazů (DIC). Proces deformace se nahrává digitálními kamerami – pomalorychlostními nebo vysokorychlostními, podle toho, jak rychle daný děj probíhá – a pak se jednotlivé obrazy zpracovávají. Výsledkem jsou takzvané deformační stavy – díky nim je vidět, jak se těleso postupně mění. Často se to využívá u zkoumání moderních materiálů, kompozitů a podobně; výsledky můžeme použít například při matematických simulacích. Zkoumat se tak dá také třeba šíření okem neviditelných trhlin v betonu,“ říká.

Dalším možným využitím je měření chování komponentů. Měření probíhá v takzvaných diskrétních bodech. Těleso se opatří body – bílými tečkami s černým okrajem – a software vypočítává jejich souřadnice v prostoru a v čase. Tedy jak tělesa reagují, pohybují se, jak se vzájemně mění jejich pozice. To lze využít při nárazových zkouškách automobilů, sleduje se chování například plastových dílů pod vlivem tepla nebo vnějších sil. Technologie umožňuje měřit rychlost, zrychlení, vibrace a tak dále. Vždy však pouze v oněch bodech nalepených na povrchu předmětu.

Tolik tedy trochu obecnější povídání na úvod do toho zajímavého a obsáhlého světa. Příští rok se v dalších dílech budeme podrobněji věnovat reverznímu inženýrství, podíváme se blíže na měření deformací nebo na to, jak se optické systémy využívají ve zkušebnictví v automobilovém průmyslu.

, ,



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Anti SPAM *

Buďme v kontaktu

Sledujte VVAutomotive na síti LinkedIn a na Facebooku – buďte v kontaktu s profesionály z oboru. Odebírejte aktuální informace a rozšiřte komunitu odborníků.

LinkedIn Facebook