Jak se zorientovat ve 3D skenerech ZEISS?

24.08.2022

3D skenery mají v současnosti široké uplatnění v mnoha odvětvích průmyslu a služeb. Toto uplatnění se neustále rozšiřuje a 3D skenování se stále častěji stává běžnou součástí procesů ve výrobě nebo designu. Hlavními aplikacemi, pro které jsou skenery využívány jsou velmi přesné skenování, reverzní inženýrství, rozměrová kontrola dílu a pokročilé inspekční analýzy.

VELMI PŘESNÉ SKENOVÁNÍ – řadíme sem skenování s přesností v řádu jednotek setin milimetru s minimálním šumem. Používá se při skenování dílů, kde je vyžadována vysoká přesnost. Typicky ve strojírenství, kdy se skenují vyráběné součásti pohyblivých mechanismů apod.

REVERZNÍ INŽENÝRSTVÍ – díky reverznímu inženýrství převádíme naskenovaná data do plošného 3D modelu (CAD), tedy polygonální trojúhelníkovou síť ve formátu .stl do formátu .iges nebo .step. Typickou aplikací pro reverzní inženýrství je vytvoření CAD modelu pro díl, ke kterému není dostupná technická dokumentace.

ROZMĚROVÁ KONTROLA DÍLU – je typickou úlohou 3D skenování přímo ve výrobě. Díky němu rychle zjistíte, jestli vyrobený díl odpovídá rozměrům v CAD modelu a je ve stanovených tolerancích nebo je potřeba upravit výrobní proces.

POKROČILÉ INSPEKČNÍ ANALÝZY – doplňují rozměrovou kontrolu a využívají se u složitějších úloh typu měření rádia designové linie, spáry nebo třeba přesahy plechových dílů.

Portfolio 3D skenerů pro průmyslové využití

Mezi 3D skenery pro aplikace v průmyslu ve 3Dees řadíme čtyři zařízení společnosti ZEISS. Všechna jsou typická vysokou přesností, uživatelskou přívětivostí, mobilitou a propojením s vysoce pokročilými softwarovými nástroji GOM Inspect Pro a ZEISS Reverse Engineering.

Dva skenery pracují s technologí proužkové projekce (ATOS Q a GOM Scan 1) a dva s laserovou technologií (ZEISS T-SCAN a ZEISS T-SCAN hawk).

ATOS Q	ZEISS T-SCAN hawk

ZEISS T-SCAN	GOM Scan 1

ATOS Q

Optický 3D skener s vysokou přesností a rozlišením určený pro skenování malých a středních objektů. Využívá špičkové technologie, je dlouhodobě etalonem na trhu a synonymem kvality a spolehlivosti.

Skener má měnitelné objektivy a při skenování vybíráte jeden z pěti měřicích objemů přesně podle velikosti skenovaného dílu. Velkou výhodou je možnost skenování v automatizovaném nebo poloautomatizovaném režimu, které výrazně zrychlí skenování.

Používané technologie a technické parametry

Triple Scan - zachytí 3 různé pohledy v 1 záběru skeneru, využívá se u lesklých povrchů nebo objektů s prohlubněmi
Blue Light Equalizer - umožňuje vysokorychlostní projekci strukturovaného světla
3 režimy provozu (manuální, poloautomatický, automatický)
odolný design zařízení i periferií

Počet bodů na sken	8 nebo 12 milionů
Měřená oblast (mm²)	100 x 70 – 500 x 370
Vzdálenost mezi body (mm)	0,04 – 0,15
Pracovní vzdálenost (mm)	490
Hmotnost	cca 4 kg
Rozměry	340 mm x 240 mm x 83 mm
Měnitelný měřicí objem	ANO
Měřicí objemy	100, 170, 270, 350, 500
Světelný zdroj	LED

Hlavní využití

ATOS Q je určen pro velmi přesné skenování dílů do velikosti přibližně 1,5 m. Dokážete s ním dělat jak jednoduché, tak i velmi pokročilé analýzy přesnosti vyrobeného dílu. Díky technickým parametrům dokážete zachytit i velmi malé detaily, například rádius 0,3 mm.

GOM Scan 1

Druhý optický 3D skener v naší nabíce. Levnější řešení, které díky výbornému výkonu zvládne hravě řadu úloh, to je GOM Scan 1. S vysokou přesností a rozlišením skenuje malé a střední objekty. Skener nemá měnitelné objektivy, nabízí tudíž pevný měřicí objem a je možné vybírat ze 3 velikostí.

Skener je navržen pro rychlé řešení méně náročných metrologických úloh, ale v přesnosti nezaostává za dražšími modely.

Používané technologie a technické parametry

Blue Light Technology - umožňuje vysokorychlostní projekci strukturovaného světla
Kontinuální sledování podmínek v průběhu skenování – umožňují upravovat parametry v průběhu skenování, skener tak můžete dobře používat v reálných podmínkách
2 režimy provozu (manuální a poloautomatický)
robustní design zařízení i periferií

Počet bodů na sken	6 milionů
Měřená oblast (mm²)	100 x 65; 200 x 125; 400 x 250
Vzdálenost mezi body (mm)	0,037 – 0,129
Pracovní vzdálenost (mm)	400 – 500
Hmotnost	cca 2,5 kg
Rozměry	290 mm x 215 mm x 80 mm
Měnitelný měřicí objem	NE
Měřicí objemy	100, 200, 400
Světelný zdroj	LED

Hlavní využití

Nejčastější aplikace GOM Scan 1 jsou v 3D tisku, reverzním inžernýrství a výrobě, které přinášejí řadu metrologických úloh.

Vedle toho najde uplatnění také v designu, umění, muzejnictví, zdravotnictví. Z našeho pohledu je důležitou oblastí také technické školství, kde se studenti prostřednictvím GOM Scan 1 seznámí s průmyslovým 3D skenováním.

ZEISS T-SCAN hawk

Vysoce mobilní 3D skener pro skenování velkých dílů nebo skenování v terénu. Je vybaven řadou funkcí a technologií, které jsou navrženy tak, aby splnily hlavní zadání - nabídnout lehký mobilní skener pro získání přesných dat v různém prostředí a podmínkách nebo obtížně přístupných či stísněných místech.

Nabízí velmi intuitivní ovládání a rychlé zvládnutí celého skenovacího procesu.

Používané technologie a technické parametry

2 laserové zdroje - umožní spolehlivé zachycení dat na různých površích a materiálech
3 módy skenování - pro přesné zachycení lesklých povrchů, hlubokých kapes nebo velkých detailů
integrovaná fotogrammetrie pro skenování velkých objektů
ergonomický tvar a umístění ovládacích tlačítek
kompaktní vysoce mobilní zařízení

Rozlišení (mm)	0,01 – 0,05
Skenovaná plocha (mm)	550 x 600
Detailní sken	Podporován
Hluboké otvory	Podporován
Integrovaná fotogrammetrie	Podporován
Přesnost	0,02 mm + 0,035 mm/m
Světelný zdroj	Laser, třída 2M

Hlavní využití

Primární určení ZEISS T-SCAN hawk je v průmyslu při reverzním inženýrství, udržbě (kontrola opotřebení a poškození, analýza trendu) díky možnosti použití ve vnitřním i vekovním použití a kontrole kvality.

ZEISS T-SCAN

Ruční laserový 3D skener pro přesné skenování velkých dílů a objektů bez nutnosti aplikace referenčních bodů. Celé řešení sestává ze 3 komponent – ruční skener, optický trackovací systém a dotyková sonda. Díky těmto 3 komponentnám máte velkou flexibilitu pro širokou škálu aplikací a povrchů.

Skener – zachycuje 3D data na skenovaném objektu
Optický tracker – kontinuálně sleduje polohu skeneru nebo dotykové sondy v průběhu měření v měřicím objemu až 20 m³
Dotyková sonda – slouží pro měření jednotlivých bodů v místech jako ořezové hrany, hluboké otvory nebo opticky těžko dostupné oblasti

Používané technologie a technické parametry

propojení s optickým trackerem T-TRACK
dotyková sonda T-POINT

Měřicí hloubka	+/- 50 mm
Šířka linie	do 125 mm
Střední pracovní vzdálenost	150 mm
Snímací frekvence	do 330 Hz
Rychlost sběru dat	210 000 bodů / s.
Hmotnost	1 100 g
Rozměry	300 x 170 x 150 mm
Střední vzdálenost bodů	0,075 mm
Světelný zdroj	Laser, třída 2M

Parametry trackovací stanice

Parametry	ZEISS T-TRACK 10	ZEISS T-TRACK 20
Měřicí vzdálenost: objekt-kamera	2,0 - 4,5 m	2,0 - 6,0 m
Měřicí objem	10 m³	20 m³
Zorné pole	do 2894 mm x 2324 mm	do 3200 mm x 2500 mm
Měřicí frekvence	do 2,8 kHz	do 2,8 kHz
Hmotnost	18,5 kg	18,5 kg
Rozměry	1150 x 180 x 150 mm	1150 x 180 x 150 mm
Sledovatelná přesnost	ANO	ANO
Přesnost	0,033 mm + 0,033 mm/m	0,04 mm + 0,04 mm/m

Hlavní využití

Rádi říkáme, že s ZEISS T-SCAN máte k dispozici mobilní měřicí místnost. Primární aplikace ZEISS T-SCAN jsou při kontrole kvality, výrobě nástrojů a forem, vývoji a návrhu nových produktů. A to u velkých objektů, které se jinými skenery měří hůře, resp. snižuje se přesnost měření. Velkou výhodou při praktickém využívání je odpadnutí aplikace referenčních bodů. Celý proces skenování, zejména přípravy dílu před a po skenování se tím velmi urychlí.

Kdy použít jaký skener?

V tabulce jsme přehledně shrnuli základní parametry, podle kterých doporučejeme našim zákazníkům volbu skeneru z rodiny ZEISS.

Kritérium

ATOS Q

GOM Scan 1

T-SCAN hawk

T-SCAN 10/20

Rozměry skenovaného objektu

do 20 cm

+++

20-50 cm

+++

50-150 cm

+++

nad 150 cm

+++

Kvalita dat skenu

lesklý povrch při aplikovaném zmatňujícím prostředku

+++

lesklý povrch bez aplikovaného zmatňujícího prostředku

+++

Mobilita skeneru

transport skeneru

+++

manipulace během skenování

+++

snímání obtížně dostupných míst (interiér auta, úzká nebo nízko položená místa apod.)

+++

Schopnost skenovat s referenčními body

ANO

+++

Vliv vnějších podmínek na kvalitu snímání

citlivost na relativní pohyb

+++

resistence na okolní světlo

+++

resistece na nečistoty prostředí (prach)

+++

Efektivita při skenování komplexních tvarů

detaily

+++

hluboké otvory

+++

tvarově členité povrchy

+++

Legenda: škála hodnocení je od +, ++, +++, kde více znaků určuje, že si skener je pro danou aplikací více vhodný, nebo si lépe poradí sa daným parametrem