La soluzione Super 6DoF TrackArm, formata da un laser tracker CAM2 Vantage e da un CAM2 Arm o ScanArm, elimina le problematiche di prospettiva ed espande significativamente il volume di misura, mantenendo una precisione assai elevata.
La soluzione Super 6DoF TrackArm è costituita da un laser tracker CAM2 Vantage e da un CAM2 Arm o ScanArm. Grazie a questa combinazione gli operatori possono misurare qualsiasi cosa, di qualsiasi dimensione, ovunque e a un costo inferiore a quello di altri sistemi simili. Ideale per applicazioni con pezzi grandi e complessi, è indicato per il settore automobilistico, dei macchinari pesanti e aerospaziale.
di Michelle Bangert (*)
Quando si lavora con organizzazioni come BMW o NASA, la qualità non può essere lasciata al caso. Che si tratti di carrozzerie o di fusoliere, lavorare con grandi componenti comporta grandi sfide in termini di misurazione. Su pezzi così grossi è necessaria la massima accuratezza poiché gli operatori devono trovare un compromesso tra le dimensioni dei pezzi e la necessità di misurazioni precise.
Per misurare componenti lunghi 10 o 15 m sono necessarie caratteristiche specifiche. Un braccio di misura da solo non basta. Allo stesso modo un laser tracker non può misurare le parti nascoste senza utilizzare diverse sonde o adattatori, e la necessità di cambiare continuamente le posizioni di misurazione può far perdere molto tempo. È qui che entra in gioco la soluzione brevettata di CAM2 (www.faro.com/it): il Super 6DoF (6 Degrees of Freedom) TrackArm.
Per ampliare il volume di scansione per grandi progetti è possibile accoppiare vari ScanArm con un singolo laser tracker Vantage (nella foto), in modo da consentire a tutti gli ScanArm di scansionare simultaneamente in un unico sistema di coordinate.
IN COSA CONSISTE IL SUPER 6DoF TRACKARM
La soluzione Super 6DoF TrackArm è formata da un laser tracker CAM2 Vantage e da un CAM2 Arm o ScanArm. Grazie a questa combinazione gli operatori sono in grado di misurare qualsiasi cosa, di qualsiasi dimensione, ovunque e a un costo decisamente inferiore a quello di altri sistemi simili. La tecnologia Super 6DoF consente agli operatori di collegare il laser tracker Vantage e lo ScanArm per ottenere una sonda 6-degree-of-freedom a lungo raggio. Il CAM2 Super 6DoF TrackArm unisce le capacità di un braccio di misura 3D e di un laser tracker per creare un sistema di misurazione 3D integrato. È l’unica soluzione 6DoF del settore che elimina completamente le problematiche di prospettiva ed espande significativamente il volume di misura mantenendo una precisione assai elevata.
Per ampliare ulteriormente il volume di scansione per grandi progetti è possibile accoppiare vari ScanArm con un singolo laser tracker Vantage, in modo da consentire a tutti gli ScanArm di scansionare simultaneamente in un unico sistema di coordinate. Questo approccio fa risparmiare il tempo necessario a spostare lo ScanArm da una posizione all’altra. Per progetti di misurazione 3D su larga scala, il Super 6DoF con vari ScanArm migliora drasticamente il flusso di lavoro garantendo al contempo dati di misurazione accurati.
PER PEZZI GRANDI E MOLTO COMPLESSI
Il Super 6DoF fornisce scansioni 3D estremamente accurate anche per grandi componenti. Può essere utilizzato per misurare auto, carrozzerie, scocche, utensili, raccordi, impianti, pezzi e componenti, cubing e maschere di montaggio per fasi pilota e di produzione.
Il Super 6DoF è ideale per applicazioni con pezzi non solo grandi ma anche estremamente complessi, quindi per il settore automobilistico, dei macchinari pesanti e aerospaziale. Alcuni clienti che operano nel settore aerospaziale hanno riscontrato una riduzione del 35% nella lavorazione a macchina, pertanto l’adozione in massa di tale sistema nel settore potrebbe creare un effetto domino con conseguenze positive per tutta la produzione aerospaziale. Nel 2015 il settore aerospaziale e della difesa statunitense ha generato 300 miliardi di dollari di valore economico e il 10% della produzione secondo uno studio commissionato dall’Aerospace Industries Association.
Tale settore è importante in termini di impatto economico e naturalmente in termini di precisione richiesta. Il laser tracker di CAM2 è una macchina di misura a coordinate (CMM) portatile ed estremamente accurata. Utilizzandolo insieme allo ScanArm, le aziende possono realizzare più velocemente i loro lavori, ridurre i tempi di fermo, eliminare gli scarti e soprattutto ottenere dati di misurazione coerenti e accurati. La soluzione Super 6DoF TrackArm consente di ottenere tutti questi vantaggi senza alcun limite.
UN’UNICA SOLUZIONE
Ecco come il Super 6DoF TrackArm di CAM2 offre impareggiabili capacità rispetto alle tradizionali soluzioni di sonde 6DoF.
Sia il tracker che il braccio di misura utilizzano un’unica licenza software. Nel software di misurazione i punti scansionati vengono visualizzati in tempo reale. Per esempio, è possibile effettuare un confronto in tempo reale rispetto al modello CAD caricato di un veicolo e dei risultati delle misurazioni.
La scansione e il posizionamento del braccio non sono limitati dalla distanza o dalla complessità del pezzo. Quando si utilizza un braccio intorno a un’auto, per esempio, l’operatore scansiona e posiziona il braccio, quindi invia tutti i dati in un’unica volta. Quando il braccio e l’operatore si spostano verso un’altra parte del veicolo, il laser tracker rimane in posizione e i dati continuano a essere inviati allo stesso computer della postazione di lavoro.
CAM2 Arm o ScanArm possono essere spostati in qualsiasi posizione di misurazione all’interno del raggio del laser tracker (fino a 80 m). Le misurazioni degli interstizi o l’analisi delle geometrie standard vengono eseguite automaticamente, pertanto il processo di digitalizzazione e di analisi può continuare correttamente nello stesso sistema di coordinate. Lo strumento non richiede una sala metrologica dedicata, il che consente un’ulteriore mobilità, garantita anche dalla possibilità di montare il laser tracker al soffitto negli impianti di produzione. È possibile ottenere un più ampio volume di misura e ridurlo all’occorrenza. Questa soluzione di montaggio è già stata utilizzata in impianti del settore automobilistico per fornire maggiore flessibilità al reparto produzione.
CARATTERISTICHE DISTINTIVE
La soluzione Super 6DoF presenta retroriflettori sferici montati (SMR) fissati direttamente sul CAM2 Arm o ScanArm. Muovendo semplicemente il braccio in modo da formare un 8, il sistema utilizza migliaia di punti per sincronizzare il braccio con il tracker. In seguito l’operatore può iniziare a effettuare la scansione con il laser scanner integrato nel CAM2 ScanArm. In passato gli operatori dovevano scegliere tra accuratezza e flessibilità oppure tra lungo raggio e coerenza. Passando da un sistema all’altro dovevano interrompere il loro flusso di lavoro. I produttori di veicoli, per esempio, dovevano scansionare la parte esterna di un veicolo per ottenere dati sulla copertura e sulla velocità per poi passare al braccio di misurazione per effettuare le misurazioni interne. Questa interruzione non è più necessaria con la soluzione Super 6DoF di CAM2, grazie alla quale possono cambiare strumenti senza interrompere il flusso di lavoro. Gli operatori non sono più limitati dalle caratteristiche di un unico dispositivo che opera in isolamento. Il Super 6DoF risolve le problematiche legate alla prospettiva, condividendo un sistema di coordinate, e ai cavi. Il sistema consente un’espansione del volume di lavoro del CAM2 ScanArm, il quale può essere riposizionato ovunque. In alternativa è possibile eliminare completamente la necessità di riposizionamento utilizzando simultaneamente vari ScanArm in un unico sistema di coordinate impostato utilizzando il laser tracker Vantage. Gli operatori possono raggiungere punti nascosti, come dietro gli angoli e all’interno di fori e cavità. Questa soluzione consente di ispezionare, di effettuare il reverse engineering e/o di eseguire analisi pezzo/CAD più facilmente. Unendo il tracker e il braccio le aziende ottengono vari benefici, tra cui integrazione, libertà, connettività e flessibilità. Per utilizzare entrambi i dispositivi è necessario solo un laptop. I dispositivi condividono lo stesso sistema di coordinate di riferimento e si integrano con le reti wireless dei clienti. Nelle situazioni che non richiedono l’utilizzo di entrambi i dispositivi, questi possono essere usati singolarmente.
La soluzione Super 6DoF TrackArm è costituita da un laser tracker CAM2 Vantage e da un CAM2 Arm o ScanArm (come quello riprodotto nell’immagine).
L’ESPERIENZA DI UN COSTRUTTORE D’AUTO
Un importante produttore tedesco d’auto necessita di un’elevata accuratezza, che ha trovato grazie a CAM2. L’adozione del Super 6DoF ha permesso di ridurre i colli di bottiglia, di non interrompere il flusso di lavoro e di ottimizzare il processo di ispezione. Presso gli stabilimenti tedeschi dell’azienda, il Super 6DoF fornisce nuovi livelli di flessibilità. In passato gli operatori dovevano scansionare la parte esterna dell’auto con un laser scanner per poi utilizzare un braccio di misura per misurare la parte interna del veicolo. Ora con il Super 6DoF il sistema di coordinate viene condiviso tra il laser tracker e il CAM2 Arm o lo ScanArm, consentendo maggiore flessibilità. Un unico dispositivo gestisce le misurazioni e può essere spostato nell’area di ispezione senza preoccuparsi di cavi, prospettiva o riferimenti. In uno degli stabilimenti, il laser tracker è stato fissato al soffitto, il che fornisce accesso a varie postazioni di lavoro evitando al contempo un contatto accidentale. All’occorrenza, tuttavia, può essere ricollocato in cinque minuti per altre applicazioni. Inoltre, il sistema CAM2 Super 6DoF TrackArm si collega senza soluzione di continuità con la rete di produzione wireless dello stabilimento.
APPLICAZIONE NELL’AEROSPACE
Il Super 6DoF risolve facilmente sia le problematiche del settore automobilistico che di quello aerospaziale. Janicki Industries è un costruttore su commessa specializzato in utensileria per il settore aerospaziale. L’azienda ha lavorato ad applicazioni di elevato profilo come lo Space Launch System e i radiotelescopi per lo spazio profondo della NASA, inoltre progetta e costruisce pezzi di alta precisione e utensileria per clienti che operano nel settore marittimo, energetico, militare, dei trasporti e dell’architettura. Il mercato dell’utensileria richiede un’elevata qualità, ma a prezzi competitivi.
Prima di adottare la soluzione Super 6DoF TrackArm, Janicki perdeva molto tempo nella fase di lavorazione a macchina. Il percorso dello strumento di taglio CNC dell’azienda non si allineava in maniera accurata al pezzo metallico, il che comportava una perdita di tempo poiché la macchina si spostava in punti dove non c’era materiale. In pratica effettuava un taglio a vuoto invece che sul pezzo. Il Super 6DoF risolve questo problema grazie al software che lavora con la superficie as-built invece che con quella nominale. Unendo il braccio di misura 3D e il laser tracker, l'azienda ha ottenuto una riduzione del 35% nella lavorazione a macchina e stima che il Super 6DoF le consente di risparmiare 20 ore per utensile a seconda delle dimensioni di quest’ultimo. Inoltre, la soluzione Super 6DoF TrackArm elimina la necessità di spostare il braccio da una stazione all’altra poiché tutti i dati sono connessi. La soluzione fornisce a Janicki una scansione 3D estremamente accurata anche in caso di utensili di grandi dimensioni. ©Quality Magazine 2016, ©TECN’È
(*) Michelle Bangert è Managing Editor di Quality Magazine. L’articolo è originariamente apparso su Quality Magazine, Ottobre 2016. Fonti: http://www.aiaaerospace.org/research_reports/aerospace_and_defense_an_economi_impact_analysis/.
L’adozione del Super 6DoF ha permesso a un importante produttore tedesco d’auto di ridurre i colli di bottiglia, di non interrompere il flusso di lavoro e di ottimizzare il processo di ispezione.
