Zarządzanie procesem produkcyjnym, zarządzanie produkcją
Narzedziownie.pl - portal dla firm produkujących formy wtryskowe, tłoczniki, wykrojniki i inne narzędzia

Drukuj | Prześlij link znajomemu | Wyszukaj w serwisie

Odtwarzanie modelu 3D przy pomocy współrzędnościowej maszyny pomiarowej.

Przedstawiamy metodę z przykładem odtworzenia geometrii za pomocą współrzędnościowej maszyny pomiarowej. Prezentowaliśmy wcześniej Państwu zastosowanie do tych celów skanera 3D, jednak chcemy szerzej zaprezentować również tą technikę.

Zazwyczaj prace nad detalem 3D i elementami formującymi wykonuje się na podstawie geometrii dostarczonej przez klienta lub na podstawie dokumentacji płaskiej (2D). Zdarzają się jednak przypadki szczególne, w których należy odtworzyć element formujący formy wtryskowej z istniejącej, zazwyczaj uszkodzonej części lub odtworzyć geometrię 3D z istniejącego wzoru fizycznego detalu. Taka metoda nadaje się tylko do takich elementów, które nie wymagają dużej dokładności wymiarowej. Dokładność tej metody zależy głównie od dokładności pomiaru. Znaczący wpływ oprócz dokładności maszyny współrzędnościowej (zazwyczaj wysokiej dokładności ok. 5 m) ma doświadczenie pracownika obsługującego urządzenie.

Rys. 1 Współrzędnościowa maszyna pomiarowa



Do odtwarzania geometrii istniejącego fizycznie detalu należy wyselekcjonować detal o najlepszej powierzchni i najmniejszych odkształceniach, ma to znaczący wpływ na końcowy efekt czyli wierność odtworzonej geometrii w stosunku do oryginału. W przypadku odtwarzania części formującej formy należy starannie oczyścić mierzony element, a jeżeli to możliwe najlepiej wymontować z formy. Pozwala to na lepszą swobodę pomiarów, co daje nam możliwość uzyskania większej dokładności pomiaru.

W wyniku takich pomiarów uzyskujemy chmurę punktów (Rys. 2)- geometrie mierzonego obiektu. Punkty te powinny znajdować się w charakterystycznych dla danego detalu miejscach:
- zmiany krzywizny detalu,
- zmiany kąta pochylenia ściany,
- zmiany grubości ścianki,
- obejmować szczegóły detalu takie jak kominki wnęki itp.,
- gabaryty detalu.

Rys. 2 Chmura punktów uzyskana z maszyny pomiarowej



Po wczytaniu punktów do programu pozwalającego na tworzenie geometrii 3D można rozpocząć budowanie zarysów zawierających punkty z pomiarów. Należy jednak pamiętać, że wyników pomiarów nie należy traktować ostatecznie. Na uzyskane punkty kontrolne należy starać się wpisywać krzywe podstawowe (max. 3 stopień krzywizny – proste, łuki, okręgi) (Rys. 3) daje nam to możliwość większej kontroli nad zarysami, a w późniejszym etapie większą możliwość korygowania zarysów. Dużą rolę w takim konstruowaniu detalu odgrywa zdolność obserwacji i spostrzegawczość konstruktora, dlatego takim rodzajem pracy powinni zajmować się pracownicy z dużym stażem pracy. Jak widać na przedstawionym rysunku (Rys 3) punkty uzyskane z pomiarów nie są traktowane jako ostateczne, a jako pomocnicze. Wpisując w punkty krzywe podstawowe niektóre punkty zostają odrzucone. Zapewnia to jednolitą krzywiznę konstruowanego detalu i estetyczność jego powierzchni (brak załamań powierzchni).

Dla zwiększenia wierności konstruowanego detalu należy stworzyć jak najwięcej profili, z których będzie odtwarzany kształt detalu. Po stworzeniu wszystkich profili należy przystąpić do „rozpinania” powierzchni na zbudowanych profilach (Rys. 4).

Rys. 3 Nanoszenie krzywych na punkty kontrolne



Rys. 4 Budowanie powierzchni na profilach z krzywych



Po powiązaniu wszystkich krzywych z powierzchniami uzyskujemy powierzchnie jednej strony detalu. Taki stan pozwala już nam na ocenę wizualną kształtu detalu i jego podobieństwa do oryginału. Po wykonaniu tego etapu możemy przystąpić do nadawania grubości ściankom detalu (Rys. 5). Ścianki detalu zazwyczaj dają się mierzyć prostymi narzędziami pomiarowymi takimi jak suwmiarka lub mikrometr. Konstruktor posiadając oryginalny detal może sam kontrolować grubości ścianek.

Rys 5 Tworzenie ścianek detalu



Ostatnim etapem odtwarzania detalu z punktów jest naniesienie szczegółów konstruowanego detalu z zachowaniem ich rozmieszczenia wg punktów bazowych (Rys. 6). Przy tworzeniu w taki sposób geometrii detalu należy pamiętać o podstawowych wytycznych przy projektowaniu detali 3D, czyli o zachowaniu stosunku grubości ścianki detalu do żeberek, kominków itp., zachowaniu odpowiednich przejść między ściankami – promienie. Te założenia pomagają poprawnie odtworzyć detal, ponieważ nie jesteśmy w stanie dokładnie zmierzyć wszystkich punktów detalu i wszystkich ich użyć przy tworzeniu zarysu. Zbyt duża ilość punktów może wprowadzać przekłamania zarysów.

Rys. 6 Końcowy etap odtwarzania geometrii detalu – nanoszenie szczegółów



Na tym etapie dla sprawdzenia poprawności konstrukcji można sprawdzić wagę detalu projektowanego i wagę detalu rzeczywistego. Jeżeli różnice będą niewielkie  2% to daje nam pewność, że zostały zastosowane odpowiednie grubości ścianek zasadniczych jak i pozostałych elementów detalu.

Przy odtwarzaniu elementów formujących form sposób postępowania jest podobny jak w przypadku odtwarzania detali (Rys.7). Pamiętać jednak należy o naddatkach na powierzchniach zamykających. Naddatki te są konieczne ze względu na zużycie elementu odtwarzanego, a ich brak może spowodować, że odtworzony element nie spełni naszych oczekiwań.

Rys. 7 Odtwarzany element formujący formy wtryskowej: a) chmura punktów zdjęta z uszkodzonej części, b) odtworzona część



Przedstawiony sposób tworzenia geometrii 3D w niektórych przypadkach jest jedyną drogą do jej pozyskania. Należy jednak pamiętać, że dokładność i wierność odtworzonego elementu w dużej mierze zależą od doświadczenia konstruktora. Tym sposobem można wspomagać się w elementach nie wymagających dużej dokładności, a skupiających się bardziej na walorach estetycznych (detale), a w przypadku odtwarzania części - kiedy posiadamy wykwalifikowanych pracowników, składających odtworzone elementy (zazwyczaj wymagają lekkich prac ślusarskich). Pamiętajmy również o skanerach 3D.

Liczba wyświetleń tego artykułu: 11835

Artykuł pochodzi ze strony: www.Narzedziownie.pl
© 2005 - Galactica Sp.j.