Misure ottiche in produzione - Microsystem

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geometria CAD e quella reale: le “feature” vengono calcolate automaticamente, i valori di riferimento vengono estrapolati direttamente dal modello 3D senza alcuna interazione con le immagini 2D. Le caratteristiche di questa fase sono l’elevata riproducibilità della misura, il risultato indipendente dal punto di partenza, il collegamento automatico con il dato nominale di progetto. Si ottengono inoltre informazioni complete riguar- danti la deviazione di forma: gli scostamenti vengono eviden- ziati da una mappa di colori che mostrano le aree di defor- mazione rispetto alla geometria d’origine. È anche possibile ottenere un diagramma del tipo “passa / non passa” (“passa” in verde, “non passa” in rosso), senza ulteriori particolari sullo scostamento, sempre rispetto al modello Cad con le tolleranze definite dall’utente. È anche possibile ispezionare una sezione: qui a superfici diverse con colori diversi si possono associare tolleranze diverse, dando all’utente la massima versatilità. Il ciclo di ispezione si conclude con la fase di Reporting, che si traduce nell’esportazione dei dati in varie modalità (Pdf è la più diffusa e universale). È anche disponibile un Visualizzatore gratuito, capace di mostrare una sessione completa di Atos di foggiatura, verifica delle simulazioni numeriche. L’analisi ottica con Argus fornisce precise e veloci misure di piccoli e grandi oggetti utilizzando un’alta densità di scansione. Il sistema opera indipendentemente dal materiale; Argus è in grado di analizzare componenti fatti da spazi vuoti piatti, tubi o altri componenti fabbricati da un processo ad alta pressione interna (IHPF). Atos È una flessibile macchina di misura ottica basata sul principio della triangolazione. Schemi di frange luminose vengono proiettati e osservati attraverso due telecamere. Le coordinate 3D per ogni pixel delle immagini vengono calcolate con estrema precisione, generando una “mesh” di poligoni della superficie dell’oggetto. La digitalizzazione tridimensionale con Atos (un sistema totalmente mobile e trasportabile con facilità) è attuabile indipendentemente dalle dimensioni e dalla complessità dell’oggetto da rilevare. Le alte prestazioni, l’elevata risoluzione dei dettagli e l’ampia selezione di aree di misura permettono di ottenere una raccolta di dati e relazioni efficiente e precisa in numerosi campi: Controllo Qualità, Reverse con visualizzazione del risultato 3D, annotazioni, sezioni, di- stanze e angoli, immagini. C’è anche la possibilità di esportare un file .exe che contiene tutti i dati prima esaminati per inviarli e mostrarli al progettista o ad altre figure professionali senza necessità per costoro di installare Atos, nemmeno il visualizzatore. AUTOMAZIONE Le misurazioni ottiche possono essere eseguite anche ricorrendo a un normale robot antropomorfo, con numerosi bene- fici nel processo: «Innanzitutto si riduce considerevolmente il tempo complessivo e si migliora nettamente la riproducibilità del processo, stante la precisione di posizionamento del robot. L’utente è indipendente dal protocollo di misurazione, e si può agevolmente programmare una misurazione off-line. Dal pezzo fisico al risultato intercorre un tempo minore, rispetto alla procedura manuale, mentre una alta flessibilità è assicu- rata al processo dalla possibilità di misurare parti diverse con il braccio del robot. Le applicazioni che possono essere van- taggiosamente automatizzate sono: l’ispezione primo articolo, Engineering, Prototipazione rapida, Fresatura rapida, Assemblaggio digitale. Touch Probe Funziona secondo il principio della fotogrammetria e si appoggia al software Atos per fornire la misurazione di punti e “feature” (fori, asole, cilindri ecc.) difficilmente accessibili. La sonda si comporta per l’utente come una matita, non ha alcun collegamento fisico con la testa del sensore; viene semplicemente “osservata” dalle due telecamere di Atos che, tramite i marker applicati sulla sommità della sonda stessa, sono capaci di ricavarne le coordinate nello spazio. FLC Potente strumento di valutazione della formabilità è fornito dalla FLC (Forming Limit Curve, Curva Limite di Formabilità) che esprime una relazione limite tra le deformazioni principali nel piano della lamiera, superata la quale subentrano fenomeni di rottura (curva limite a rottura) o fenomeni di strizione (curva limite a strizione) assolutamente indesiderati. 67 LAMIERA DICEMBRE 2009
LAMIERA DICEMBRE 2009 progettazione 68 FIG|05| I risultati forniti da Atos, versatile apparecchiatura ottica che permette di eseguire misure complete senza contatto di coordinate 3D e una veloce acquisizione del grezzo di lavorazione. (a destra) Atos garantisce la massima qualità dei dati misurati sulla superfi cie. Le tolleranze del sensore possono arrivare al centesimo, a seconda dell’ottica installata a bordo. le misurazioni durante la produzione di serie, l’integrazione nelle catene di assicurazione qualità. In tutti i casi, diversi tipi di robot possono essere impiegati, così come possono essere combinati con tavole rotanti o unità lineari. Differenti sistemi possono coesistere simultaneamente. La programmazione off-line è basata sul modello Cad e il programma è pronto quando la parte è progettata; ciò significa che non occorre aspettare il pezzo fisico per fare il percorso di misurazione. La cella di misura non viene fisicamente impegnata perché la programmazione si svolge sul computer. Si registra un au- mento della sicurezza in generale, perché possono essere ve- rificate eventuali collisioni». Tra le applicazioni possibili, particolarmente utile è la valutazione della catena di processo, per esempio nella produzione di un cofano da autovettura. In base al campione analizzato, possono essere velocemente verificati eventuali scostamenti, possono essere apportate le modifiche e bilanciati eventuali errori: il processo è quanto mai rapido. FIG|06| Le misurazioni ottiche mediante Atos possono essere eseguite anche ricorrendo a un normale robot antropomorfo, con numerosi benefi ci nel processo. Un’altra applicazione è l’analisi delle tendenze: il pezzo prodotto viene scansionato appena prodotto, dopo diecimila stampate e dopo centomila stampate. Comparando le analisi con il modello CAD, si evidenzierà una eventuale area in cui lo scostamento è maggiore. In pratica si scopre immediatamen- te una possibile deriva del processo di produzione, cioè che lo stampo si sta usurando. Con questo procedimento l’ope- ratore può sapere tra quante migliaia di pezzi lo stampo dovrà essere riparato, e comunque può già agire preliminarmente per fronteggiare la situazione futura, senza aspettare di aver prodotto pezzi inutilizzabili. Un terzo esempio applicativo è la documentazione di un pezzo master: si può misurare (scansionare) una parte master esi- stente (non di provenienza Cad), utilizzandola come elemento di riferimento; tutti gli altri pezzi successivi verranno quindi ri- feriti a questo master virtuale. Può essere utile per controllare lotti di produzione diversi. CONCLUSIONI I notevoli vantaggi dei sistemi ottici GOM possono essere riassunti in: completezza di informazioni sul pezzo (nessu- na area rimane nascosta), elevata accuratezza e risoluzione, tempo di misura ridotto, risultato indipendente dall’operato- re, facile comprensione delle informazioni misurate, ottima integrazione nelle applicazioni lamiera, nessun contatto tra lo strumento e la parte. Anche sui prodotti e nella produzione l’impatto è positivo: riduzione del tempo di fresatura, vantaggi nelle attrezzature e nei supporti, minori interazioni nel processo di sviluppo, miglioramento nel processo di affidabilità e nel processo di qualità. L’utilizzo di questi moderni sistemi ottici ha permesso di potenziare significativamente il processo di sviluppo dei prodotti e la produzione, contribuendo anche ad abbassare i costi. ■
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