��

‹œ

20

09

�çîáðåòàòåëåì ìîáèëüíûõ èçìåðèòåëüíûõ ñèñòåìïðèíßòî ñ÷èòàòü ‹åîíàðäî äà ‚èí÷è, íà ýñêèçàõ êîòî-ðîãî, õðàíßùèõñß â ‹óâðå, ìîæíî âèäåòü ðàçäâèæíûåìà÷òû ÇìåðèëàÈ, óñòàíîâëåííîãî íà òåëåãå, â êîòîðóþçàïðßæåíà ÷åòâåðêà ëîøàäåé. „âîå ðàáîâ âðàùàþò âî-ðîò ìåõàíèçìà íàâåäåíèß, ðßäîì ñ ïîâîçêîé ñòîèòñ÷åòîâîä, âû÷èñëßþùèé êîîðäèíàòû êðàéíåé òî÷êèâåðõíåé ìà÷òû. �àçóìååòñß, íè î êàêîì ïðàêòè÷åñêîìèñïîëüçîâàíèè ýòîãî óñòðîéñòâà â òî âðåìß íå ìîãëîáûòü è ðå÷è: áîëåå ïðîñòûå ñðåäñòâà èçìåðåíèß îáåñ-ïå÷èâàëè íà ïîðßäêè áîëüøóþ òî÷íîñòü.

Œîáèëüíûå Š�Œòèïà ÇðóêàÈ

Второе рождение мобильных измерительныхсистем произошло в конце 20 века, когда уро-вень технологий позволил начать производстводостаточно точных координатных машин с дос-таточно низкой себестоимостью. Сегодня поточности лучшие мобильные измерительныесистемы приближаются к стационарным, имеяпри этом почти на порядок меньшую стои-мость.Различают следующие типы мобильных из-мерительных систем:КИМ типа «рука» состоит из основания, кото-рое может быть закреплено на любой ровнойповерхности или базироваться на переноснойтреноге, и нескольких шарнирно-сочлененныхколен. В каждом шарнире размещены датчики

��

‹œ

20

09

MetalRussiaŒ�� Œ…’�‹‹� 25

угловых перемещений, которые посылают вкомпьютер информацию о взаимном располо-жении колен. Программное обеспечение в ре-жиме реального времени рассчитывает коор-динаты измерительного щупа, которым окан-чивается рука. Рабочей зоной КИМ являетсясфера с диаметрами от 1.2 до 3.7м (в зависимо-сти от длины руки), причем щуп может легкопопасть практически в любую точку внутриэтой сферы. Рука не имеет привода, перемеще-ние измерительного щупа и фиксация точкизамера производятся оператором вручную.

Обычно в самом начале работы с помощьюпрограммного обеспечения и самой руки на-значается система координат путем обмера ба-зовых элементов изделия, далее производитсясам обмер. Можно производить измерения каклинейных и угловых размеров базовых геомет-рических элементов, так и сравнение с 3D-мо-делью, выполненной в любой CAD-системе.Отклонения фактических размеров измеряе-мого объекта от номинала отражаются не толь-ко в числовой форме, но и - для наглядности —цветом на поверхности модели.

Лазерный трекер: имеет рабочую зону до 70 м.Принцип работы заключается в отражении ла-зерного луча от небольшого призменного от-ражателя, помещенного вовнутрь сферы. Тре-кер измеряет расстояние до отражателя, уголазимута и высоты, и с помощью программногообеспечения в режиме реального времени оп-ределяет координаты отражателя в простран-стве относительно предварительно заданнойсистемы координат.

Перед началом работы лазерный трекерустанавливается вблизи измеряемого объекта(например, на треноге), — причем установкуможно производить на высоте до 15 м от по-верхности земли. Отражатель устанавливаетсяна приборе для захвата луча лазера, затем пе-ремещается оператором на измеряемый объ-ект. При этом лазерный трекер автоматическиследит за целью, а оператор при необходимо-сти производит фиксацию текущих координатизмеряемого объекта с помощью пульта дис-танционного управления.

В случае возникновения необходимости из-мерения рукой или трекером объектов, габа-риты которых превышают размеры рабочейзоны прибора применяется прием «прыжок»(англ. «leapfrog»). Первоначально машинапривязывается к одной части измеряемого из-делия. Для того, чтобы передвинуть КИМ ипродолжить измерение в ранее недоступнойзоне, замеряются и сохраняются несколько то-чек (от 3 и более). Далее, после «прыжка», ма-шина привязывается к этим точкам, тем самымсовмещая систему координат с предыдущей, иизмерения продолжаются. Таких прыжков мо-жет быть произведено неограниченное коли-чество, причем по всем координатам. Благода-ря этому возможно проникать в самые трудно-доступные места и производить измерения та-

‘åãîäíß ïî òî÷íîñòèëó÷øèå ìîáèëüíûå èçìåðèòåëüíûå ñèñòåìûïðèáëèæàþòñß ê ñòàöèîíàðíûì, èìåßïðè ýòîì ïî÷òè íà ïîðßäîê ìåíüøóþ ñòîèìîñòü

кой сложности, которые осуществить другимиметодами либо крайне трудоемко, либо невоз-можно.

Рука и трекер могут работать совместно вкачестве одного прибора, что часто требуетсяпри измерении крупных объектов сложнойформы. Рука в этом случае может многократ-но переставляться для обеспечения доступа кэлементам, находящимся вне поля зрения лазе-ра, а трекер используется для контроля поло-жения руки и приведения измеренных данныхк одной системе координат. По такой техноло-гии, например, производится контроль сборкисамолетов на крупнейших авиастроительныхконцернах Boing и Airbus Industry.

��

‹œ

20

09

26 ŒåòàëëŒ�� Œ…’�‹‹�

Лазерный сканер — портативная система длябесконтактного сбора 3D-координат внешнихобъектов. Готова сканера вращается и фикси-рует все, что оказывается в ее поле зрения.Скорость сканирования — 120000 точек в се-кунду, дальность действия — до 76 м. Получен-ные облака точек затем могут использованыдля измерений, распознавания образов и т.д.

Каждый тип мобильных измерительныхсистем рассчитан на решение определенногокруга задач.

Лазерные сканеры применяются там, гдетребуется создание высокореалистичных 3D-моделей производственных помещений, шахт,трубопроводов, в криминалистике для фикса-ции расположения предметов на месте престу-пления, в архитектуре для оцифровки памят-ников, и т.д.

Лазерные трекеры применяются там, гдеесть необходимость измерения и сравнения сCAD-моделью массивных и крупногабарит-ных объектов: в тяжелом машиностроении,авиа- и судостроении.

Наиболее широкий спектр примененияимеют мобильные измерительные системы ти-па «рука». Они применяются в самых разныхотраслях промышленности, где есть необходи-мость быстрого и всестороннего контроля де-талей, оснастки, заготовок, получения прото-типов будущих изделий.

�àññìîòðèì íàèáîëåå ñîâåðøåííóþíà ñåãîäíßøíèé äåíü ìîáèëüíóþŠ�Œ òèïà ÇðóêàÈ Quantum FaroArmПервое, что обращает на себя внимание в этойсистеме — высокое отношение точности к раз-меру рабочей зоны: повторяемость точки - до+/-16 микрон! (для 6-осевой руки с рабочей зо-ной 1,8 м; для справки: точность руки линейнозависит от ее длины: чем длиннее рука, тем ни-же ее точность.) Система имеет активную темпе-ратурную компенсацию: в каждом колене рукирасположено по два температурных сенсора, поинформации от которых в измеренные коорди-наты вносятся поправки, учитывающие измене-ние длины колен в зависимости от температуры.

Рука может работать от встроенного акку-мулятора и передавать данные по интерфейсуBluetooth. Никакие провода не мешаются приработе под ногами.

Система автоматически отключает крити-ческие компоненты для снижения энергопо-требления и увеличения срока службы.

Особого упоминания заслуживают щупы.Рука Quantum FaroArm может использоватьсяс «интеллектуальными» щупами i-Probe, в ка-ждом из которых содержится термодатчик иэлектроника, хранящая действительное значе-ние диаметра каждого конкретного щупа сточностью до шестого знака после запятой.

Второй вариант — использование в качест-ве стандартных измерительных щуповRenishaw ТР20.

Измерительный щуп Renishaw с датчикомкасания представляет собой компактный щупсо сменными модулями, позволяющий исполь-зовать широкий диапазон стилусов и расшире-ний для обеспечения доступа к элементамсложных деталей.

Щуп ТР20 с датчиком касания позволяетпользователям руки легко измерять объектыиз мягких и гибких материалов. Запатентован-ная технология «излома» немедленно считыва-ет данные, практически полностью устраняядеформации детали, возникающие при ис-пользовании твердотельного щупа.

Быстрая замена стилуса ТР20 без перекали-бровки щупа может экономит значительноеколичество времени. Замена стилуса отнимаетсекунды.

Отделяемые модули щупа ТР20 защищаютщуп от бокового удара.

ТР20 обеспечивает отличный обзор вокругнаконечника стилуса, облегчая измерениесложных деталей. Сочетание с выдающимисяметрологическими характеристиками датчика