Tecnologia de medição 3D Zeiss gom

Graças ao seu design de invólucro, a cápsula ATOS proporciona estabilidade de processo para aplicações automatizadas. Fabricada por moldagem por injeção de plástico, a estrutura monobloco de precisão garante máxima rigidez e resultados de medição precisos para uso industrial. Os componentes ópticos e eletrônicos ficam protegidos contra poeira e respingos de água.

As máquinas de medição por coordenadas 3D ópticas estão substituindo os sistemas de medição táteis e os instrumentos de medição em muitas áreas da indústria. Elas capturam informações de qualidade mais detalhadas e de interpretação mais fácil de um objeto, com tempos de medição significativamente menores.

Enquanto os sistemas de medição mecânica capturam dados de forma pontual ou linear, os sistemas de medição óptica retornam dados de campo completo sobre os desvios entre as coordenadas 3D reais e os dados CAD. Como esses dados de medição contêm todas as informações do objeto, além dos desvios da superfície em relação ao CAD, o software também deriva automaticamente informações detalhadas, como GD&T, recorte ou posições de furos.

 

A precisão das máquinas de medição óptica não se deve a mecanismos de precisão caros e de alta manutenção, mas sim à optoeletrônica de ponta, ao processamento preciso de imagens e a algoritmos matemáticos. Padrões de precisão mínimos e calibração automatizada, que pode ser realizada pelo cliente, garantem a exatidão da máquina. Isso também significa que não há perda de precisão devido ao desgaste em condições adversas. Assim como nas máquinas táteis, a incerteza de medição é certificada com o auxílio de barras de esferas ou padrões de medição.

Mais de 14.000 sistemas de medição GOM em todo o mundo garantem a qualidade dimensional de produtos automotivos, de chapa metálica, fundidos e moldados por injeção, bem como de pás de turbina e rodas. Na maioria dos casos, as análises detalhadas não são usadas para uma simples avaliação de "OK"/"não OK", mas sim como base para a otimização dos parâmetros de produção e de máquinas, como parte de um procedimento de medição que agrega valor.

Para garantir a precisão das medições, os pacotes de software GOM foram testados e certificados pelos institutos PTB e NIST. A precisão do software de inspeção é confirmada pela comparação dos resultados obtidos com os resultados de referência. O software GOM foi classificado na Categoria 1, a categoria com os menores desvios de medição.

Comparação real-nominal – A malha poligonal calculada descreve superfícies de forma livre e geometrias padrão. Estas podem ser comparadas com o desenho ou diretamente com o conjunto de dados CAD através de uma ferramenta de comparação de superfícies. O software permite a realização de análises 3D de superfícies, bem como análises 2D de seções ou pontos. Também é possível gerar geometrias padrão, como linhas, planos, círculos ou cilindros, a partir de dados CAD.

Alinhamento – O software GOM 3D contém todas as funções de alinhamento padrão. Isso inclui alinhamento RPS, alinhamento hierárquico baseado em elementos geométricos, alinhamento em um sistema de coordenadas local, usando pontos de referência, bem como vários métodos de melhor ajuste, como melhor ajuste global e melhor ajuste local. Os clientes também podem usar seus próprios alinhamentos específicos, por exemplo, para pás de turbina, como feixe balanceado ou aninhamento equalizado.

Mapa de defeitos de superfície – Esta função detecta pequenos defeitos e visualiza, por exemplo, amassados ou marcas de afundamento. Para visualizar e quantificar protuberâncias e depressões locais, o mapa de defeitos de superfície opera diretamente nas malhas. Ao comparar a inspeção da superfície nominal com a real, o novo recurso permite a compensação de curvaturas globais.

Análise de tendências, CEP e deformação – A abordagem baseada em parâmetros do software GOM permite a análise de tendências para múltiplas avaliações, como para o controle estatístico de processo (CEP) ou análise de deformação. Como resultado, diversas peças ou etapas dentro de um único projeto podem ser avaliadas de forma abrangente, e valores de análise estatística como Cp, Cpk, Pp, Ppk, Mín., Máx., Média e Sigma podem ser determinados.

Análise GD&T – Em contraste com a análise puramente dimensional, a análise GD&T concentra-se no aspecto funcional da peça. Os elementos GD&T correspondentes são, por exemplo, planaridade, paralelismo ou cilindricidade. É possível realizar tanto uma análise padronizada das distâncias entre dois pontos quanto da exigência máxima de material, bem como da tolerância de posição nos sistemas de referência e coordenadas locais.

Inspeção de perfil aerodinâmico – Funções especiais estão disponíveis para o controle de qualidade de pás de turbina, que podem ser usadas, por exemplo, para inspecionar a linha média do perfil, a linha da corda do perfil ou a espessura do perfil das pás de turbina com base em seções 2D. O centroide do perfil, o raio do perfil e as torções do perfil também podem ser calculados.

Relatórios – O módulo de relatórios permite aos usuários criar relatórios contendo capturas de tela, imagens, tabelas, diagramas, textos e gráficos. Os resultados podem ser visualizados e editados na interface do usuário, bem como exportados como um arquivo PDF. Os modelos são reutilizáveis e cada cena salva em um relatório pode ser restaurada na janela 3D.

 

 

Estudo de caso da aplicação da tecnologia de medição óptica de coordenadas 3D em peças de injeção de plástico.

Contexto do caso: Um fabricante especializado em componentes automotivos estava enfrentando desafios com o controle de qualidade e a precisão dimensional de suas peças plásticas moldadas por injeção. Essas peças eram componentes críticos utilizados em diversos sistemas de veículos, e mesmo pequenas variações dimensionais poderiam levar a problemas de montagem e desempenho.

Problema: O fabricante enfrentava dificuldades para medir com precisão geometrias complexas, detalhes intrincados e tolerâncias rigorosas de peças plásticas moldadas por injeção, utilizando métodos de medição tradicionais como paquímetros, micrômetros ou máquinas de medição por coordenadas (MMCs). Além disso, o tempo e a mão de obra necessários para a inspeção manual representavam gargalos significativos no processo de produção.

Solução: Para enfrentar esses desafios, o fabricante implementou tecnologia de medição óptica de coordenadas 3D, especificamente sistemas de luz estruturada ou escaneamento a laser, para inspeção dimensional de peças plásticas moldadas por injeção. Investiram em um sistema de medição óptica de alta precisão equipado com software avançado para aquisição, análise e geração de relatórios de dados automatizados.

Implementação:

1. Configuração do sistema: O sistema óptico de medição de coordenadas 3D foi instalado no departamento de controle de qualidade, adjacente à área de moldagem por injeção. O sistema era composto por câmeras de alta resolução, projetores de luz estruturada ou laser e sistemas de controle de movimento para posicionamento preciso.

2. Calibração: O sistema de medição foi submetido a procedimentos rigorosos de calibração para garantir medições precisas e repetíveis. A calibração envolveu o alinhamento das câmeras, projetores e eixos de controle de movimento a um sistema de coordenadas de referência com precisão conhecida.

3. Inspeção de peças: As peças moldadas por injeção de plástico foram colocadas na plataforma ou dispositivo de medição, e o processo de escaneamento óptico foi iniciado. A luz estruturada ou a projeção a laser iluminou a superfície da peça, capturando milhares de pontos de dados em questão de segundos.

4. Processamento de dados: Os dados da nuvem de pontos adquiridos foram processados utilizando software especializado para reconstruir a geometria 3D das peças. Algoritmos avançados foram empregados para alinhar, mesclar e analisar os dados, permitindo a medição dimensional, a extração de características e a análise de superfície.

5. Análise Dimensional: O software realizou a análise dimensional comparando as dimensões medidas das peças plásticas com o modelo CAD (Desenho Auxiliado por Computador) ou com as especificações nominais. Os desvios em relação às dimensões alvo foram identificados e relatórios detalhados foram gerados automaticamente.

6. Garantia da Qualidade: O sistema de medição óptica de coordenadas 3D permitiu uma garantia de qualidade abrangente, detectando defeitos, variações e desvios nas peças moldadas por injeção de plástico. Quaisquer peças fora das especificações foram sinalizadas para investigação adicional ou retrabalho.

Resultados: Ao implementar a tecnologia de medição óptica de coordenadas 3D para peças injetadas em plástico, o fabricante obteve diversos benefícios:

• Melhoria na precisão dimensional e na consistência das peças moldadas por injeção.
• Redução do tempo de inspeção e dos custos de mão de obra por meio de medição e análise automatizadas.
• Capacidades aprimoradas de controle de qualidade, resultando em menos rejeições e retrabalho.
• Aumento da eficiência e da produtividade através da otimização do processo de inspeção.

De forma geral, a adoção da tecnologia de medição óptica de coordenadas 3D aprimorou significativamente a capacidade do fabricante de garantir a qualidade e a integridade dimensional das peças plásticas moldadas por injeção, contribuindo para a satisfação do cliente e a competitividade na indústria automotiva.