Inspekce tvaru součásti. Cílem cvičení je inspekce tvaru součásti spočívající načtení referenčního CAD modelu, v ustavení naskenovaného tvaru vzhledem k tomuto referenčnímu modelu, kontrole průměru spodního a horního oka ojnice, vytvoření barevné mapy odchylek a vytvoření stránek reportu.
Obsah 1. Naskenovaný model tvaru součásti... 3 2. Inspekce tvaru součásti - porovnání naskenovaného a referenčního CAD modelu... 4 Načtení naskenovaných dat... 4 Import CAD modelu... 4 Předběžné ustavení - Initial Alignment... 4 Kontrola průměru spodního a horního oka ojnice... 6 Konečné ustavení Alignment... 9 Zobrazení odchylek skutečného tvaru... 10 Použití různých způsobů ustavení... 12 3. Vytvoření stránek reportu... 13
1. Naskenovaný model tvaru součásti Výchozími daty pro inspekci tvaru skutečné součásti je polygonální sít, zobrazerná naz Obr. 1. Obr. 1 Celkový pohled na vytvořenou síť Síť trojúhelníků má různou hustotu v závislosti na zakřivení povrchu měřeného objektu, viz Obr. 2. Obr. 2 Detail vytvořené sítě v místě horního oka ojnice 3
2. Inspekce tvaru součásti - porovnání naskenovaného a referenčního CAD modelu Nástroje pro měření a porovnání odchylek naskenovaného tvaru součásti a referenčního CAD modelu jsou obsažena v software GOM Inspect. Nachází v horním menu Inspection nebo v levém ikonovém menu pod ikonou tvaru lupy. Kontextové ikonové menu nahoře (Obr. 3)nabízí funkce zarovnání skenu a referenčního modelu, porovnání tvaru povrchu, inspekci s pomocí bodů, inspekci s pomocí řezů a funkce I-inspect, které nabíyí např. měření vzdáleností, odchylek a geometrických tolerancí atd. Před samotným měřením je třeba importovat CAD data a ustavit je na polygonální síť. Main Alignment Surface Comparison Pointwise Inspection Inspection sections I-inspect Obr. 3 Položky ikonového menu Inspection Načtení naskenovaných dat Naskenovaná data s tvarem ojnice je možno načíst buďto importem vytvořeného *.stl souboru pomocí menu File -> Import nebo je možno načíst celý projekt z programu ATOS V7. Ve stromě prvků vlevo se objeví sekce Actual elements s naskenovaným tvarem ojnice (Obr. 4). Import CAD modelu Import referenčního CAD modelu se provede buďto přetažením souboru do zobrazovacího 3D okna softwaru nebo rovněž pomocí menu pomocí File -> Import. Pro běžné účely není nutné měnit parametry importu. Ve stromě prvků přibude sekce Nominal elements s referenčním CAD modelem. Naskenovaný a referenční model zatím používají své souřadné systémy a nejsou vůči sobě ustaveny, jak ukazuje Obr. 5. Zobrazení jednotlivých prvků ve stromu vlevo je možné zapínat a vypínat pomocí ikony oka u jednotlových polžek. Předběžné ustavení - Initial Alignment K ustavení CAD modelu na polygonální data slouží nástroje, které se nacházejí v hlavním menu: Operations -> Alignment. Prvním krokem by mělo být vždy předběžné ustavení. Nejjednodušší je automatické předustavení pomocí nástroje Prealignment: Operations -> Alignment -> Initial Alignment -> Prealignment (Obr. 6). V případě že se oba modely po potvrzení neustaví na sebe, je třeba zvětšit Search time. Tím se zvětší výpočetní oblast pro ustavení, ale také čas výpočtu. 4
Pro jednoduché rovinné objekty stačí Short nebo Normal, pro rotačně symetrické obvykle Large. Je také možno vybrat na obou modelech pomocné body pro ustavení. Obr. 4 Polygonální síť s naskenovaným tvarem Obr. 5 naskenovaný model a referenční CAD model - neustaveno 5
Obr. 6 Předběžné ustavení naskenovaného a CAD modelu Kontrola průměru spodního a horního oka ojnice Pro kontrolu průměru spodního oka vytvoříme na na skenované síti v místě spodního oka válcovou plochu. Nejdříve vybereme při vypnutém zobrazení referenčního CAD modelu válcovou plochu na naskenované síti. Pro výběr povrchu spodního oka s výhodou použijeme funkci menu Edit -> Selection in 3D -> Geometry Based Selections -> Select Cylinder-Based (Obr. 7). Na vybraném povrchu vytvoříme válcovou plochu pomocí horního menu Construct -> Cylinder -> Auto Cylinder (Nominal) (Obr. 8). Již při vzniku válcové plochy je možno odečíst, že její poloměr je 22,521 mm. Snadno je možno obdobným způsobem na referenčním CAD modelu (při vypnutém zobrazení naskenovaného modelu) zjistit, že referenční poloměr spodního oka ojnice je 22,5 mm a určená odchylka skutečného průměru spodního oka tedy činí (22,251 22,5) 2 = +0,042 mm. Obdobně je možno vytvořit válcovou plochu v místě horního oka ojnice o průměru 8,492 mm (Obr. 9 a Obr. 10). Porovnání s průměrem oka na CAD modelu činí zjištěná odchylka průměru horního oka (8,492-8,5) 2 = -0,016 mm. 6
Obr. 7 Výběr povrchu spodního oka Obr. 8 Vytvoření válcové plochy na povrchu spodního oka 7
Obr. 9 Výběr povrchu horního oka Obr. 10 Vytvoření válcové plochy na povrchu horního oka 8
Konečné ustavení Alignment Konečné ustavení je možné provést některou z nabízených metod, kterýmu jsou RPS RPS With Tolerances Local Best-Fit Local Best-Fit With Tolerances By Geometric Elements Metoda RPS používá ustavení postupně ve třech na sobě kolmých rovinách, kdy první rovina je dána třemi vybranými body, druhá na ni kolmá rovina dvěma body a třetí rovina kolmá na již zvolené dvě jedním bodem. Vhodné body pro identifikaci takových rovin však nejsou u tohoto tvaru ojnice k dispozici, proto není tato metoda použita. Metoda Local Best-Fit hledá nejlepší shodu tvaru naskenovaného a CAD modelu na vybraných (lokálních) plochách vzájemně si odpovídajících na naskenovaném a referenčním modelu. V tomto případě je potřeba použít opracované plochy výsledné součásti, u odlévaného povrchu bez opracování je možno očekávat značně vyšší odchylky. Pro vybrání opracovaných ploch je možno opět s výhodou použít výběrového menu Edit -> Selection in 3D -> Geometry Based Selections. Tato zvolíme jako obráběné plochy povrch spodního a horního oka a pomocí funkce Select Cylinder- Based rovněž boční opracované plochy ok (Obr. 11). Obr. 11 Vyběr ploch pro vzájemné ustavení 9
Ustavení pak provedeme funkcí Local Best-Fit (Obr. 12). Obr. 12 Vzájemné ustavení pomocí funkce Local Best-Fit Zobrazení odchylek skutečného tvaru Zobrazení odchylek naskenovaného tvaru provedeme pomocí funkce Inspection -> CAD Comparison -> Surface Comparison on CAD. Zobrazí se barevně odlišená mapa odchylek (Obr. 13). Rozsah barevné legendy je možno volit po kliknutí levým tlačítkem myši na legendu (Obr. 14). 10
Obr. 13 Barevně odlišená mapa odchylek Obr. 14 Nastavení legendy barevného zobrazení odchylek 11
Pomocí funkce Inspection -> Deviation Labels můžeme s podržením klávesy Ctrl zjistit odchylku tvaru v libovolném místě povrchu a kliknutím levého tlačítka myši ji umístit na mapu odchylek (Obr. 15). Obr. 15 Zobrazení odchylek ve zvolených bodech Použití různých způsobů ustavení Takto je možno vytvářet inspekci při různém způsobu ustavení naskenovaného a referenčního CAD modelu. Ty se zobrazují ve stromu v levé části obrazovky. 12
3. Vytvoření stránek reportu Po zvolení vhodného zobrazení je možno pomocí ikony Create Report Page tvaru fotoaparátu nebo pomocí klávesové zkratky Ctrl+P vytvářet jednotlivé stránky reportu k provedené inspekci (Obr. 16). Obr. 16 Vytvoření stránky reportu 13