44

MECHANIK NR 1/2009

Rys. 17. Zasada dzia-
łania systemu rozsze-
rzającego zakres po-
miarowy, składające-
go się z ramienia po-
miarowego

i

Laser

Trackera

Rys. 18. Widok okna głównego oprogramowania PowerINSPECT

Do ramienia mocowany jest specjalny reflektor. Laser

Tracker emituje wiązkę laserową, która wraca do niego
po odbiciu od reflektora. Współrzędne punktu zostają
określone na podstawie odczytów z enkoderów kątowych
Laser Trackera o wysokiej rozdzielczości i czasu biegu
wiązki. W ten sposób zostają zebrane współrzędne punk-
tów w promieniu 35 m od Laser Trackera. Jeżeli wiązka
laserowa zostanie przerwana, to specjalne, kalibrowane
w systemie GPS, urządzenie XtremeADM natychmiast
wyśle ponowny sygnał pomiarowy – bez konieczności
ponownego najazdu na punkt referencyjny.

Urządzenie jest wyposażone w system pozwalający, po

jego włączeniu, na wyrównanie jego temperatury z tem-
peraturą otoczenia (Laser Tracker można zastosować
w halach produkcyjnych), w czasie – jak twierdzi produ-
cent – o połowę krótszym niż w innych modelach.

Urządzenie ma także układ aktywnej kompensacji gradien-

tu temperatury, który funkcjonuje automatycznie podczas
całego pomiaru. Pozostałe parametry Laser Trackera to:

zakres obrotowy w płaszczyźnie poziomej:

±

270

°

;

zakres obrotowy w płaszczyźnie pionowej:

−

50

÷

+80

°

;

zakres (średnica): 70 m;

rozdzielczość kątowa: 0,02

″

;

powtarzalność kątowa:

±

(0,003 mm + 0,001 mm/m);

dokładność kątowa: 0,018 mm + 0,003 mm/m;

dopuszczalne przyspieszenie kątowe: 180

°

/s

2

;

dopuszczalna szybkość kątowa: 180

°

/s;

dokładność pomiaru długości:

±

(0,020 mm

+ 0,0011 mm/m);

powtarzalność pomiaru długości: 0,007 mm
+ 0,001 mm/m;

rozdzielczość pomiaru długości: 0,0005 mm;

dokładność określenia punktu:

±

0,027 mm do 2 m;

±

0,051 mm do 10 m;

±

0,127 mm do 35 m;

temperatura pracy: 4

÷

43

°

C;

dopuszczalna wilgotność: 95%.

Firma Zett Mess oferuje dodatkowy system z wykorzy-

staniem specjalnej szyny, pozwalającej na rozszerzenie
zakresu pomiarowego, która stanowi siódmą oś pomia-
rową. W szynie zamocowany jest liniowy układ pomiaro-
wy, którego wskazania są odczytywane i automatycznie
uwzględniane przez oprogramowanie realizujące pomiary
przestrzenne 3D. Firma Zett Mess oferuje dalsze zwięk-
szanie liczby osi poprzez zamontowywanie ramienia po-
miarowego do klasycznej maszyny pomiarowej typu wy-
sięgnikowego.

Oprogramowania pomiarowe

Podstawowym oprogramowaniem w przypadku ramion

firmy CimCore i Romer jest PowerINSPECT – nadający
się również do pomiarów za pomocą współrzędnościo-
wych maszyn pomiarowych, Futurex 2 do ramion firmy

Zett Mess oraz Faro CAM2 dla ramion firmy Faro. Do
zadań specjalnych, jak np. pomiary rur i przewodów
hydraulicznych, stosowane są dodatkowe pakiety oprog-
ramowań, podobnie jak dla pomiarów skaningowych

Oprogramowanie PowerINSPECT umożliwia (tak jak

inne konwencjonalne pakiety do pomiarów na CMM)
zmierzenie pełnego zakresu geometrii zarówno w przy-
padku kiedy dostępny jest plik CAD, jak również kiedy
pliku takiego użytkownik nie posiada. PowerINSPECT
pracuje w środowisku Windows, a dokonane wyniki kont-
roli części są generowane w formie raportu w programie
Microsoft Excel (lub w formacie HTML). Rezultaty pomia-
rów są wyświetlane w czasie rzeczywistym. Stworzone
plany pomiarowe są zapamiętywane i mogą być wykorzy-
stywane do kontroli kolejnych części o tych samych
kształtach i wymiarach (np. pochodzących z jednej linii
produkcyjnej), bez potrzeby tworzenia osobnych planów
kontroli pojedynczych elementów.

Okno główne programu (rys. 18) zawiera paski zadań

w postaci ikon (rys. 19) i, jeśli został wybrany rysunek
CAD, widok CAD części. Tak jak w każdym programie
pomiarów współrzędnościowych, zaczyna się od wyzna-
czenia układu współrzędnych, po czym przystępuje się
do pomiaru poszczególnych elementów i figur geomet-
rycznych (np. okręgów), wybierając z zestawu ikon po-
szczególne figury (walec, stożek, sfera, płaszczyzna itp.).

Odległości między osiami figur można realizować ja-
ko Dystans 2D lub 3D lub tzw. dystans poosiowy, tj. po
osiach wybranego układu współrzędnych. Potem mogą
być realizowane rzuty, przekroje itp.

Oprogramowanie zawiera wiele oryginalnych rozwią-

zań, jak np. oprogramowanie w celu wyznaczenia okręgu
na stożku na danej wysokości w postaci dystansu od
wierzchołka lub podstawy. Okno dialogowe umożliwia:
wprowadzenie zadanej wysokości w postaci dystansu od
wierzchołka stożka; wybór bryły, która ma być cięta;
wpisanie nominalnych współrzędnych środka okręgu, któ-
ry powstanie, oraz jego nominalnej średnicy (lub promie-
nia). Wszystkie informacje o okręgu można zobaczyć
w polach karty Info, w raporcie pomiarowym lub (jeśli
chodzi tylko o podgląd wartości liczbowych najważniej-
szych parametrów bez szczegółowych informacji) bezpo-
średnio w planie pomiarowym.

Po uruchomieniu programu i wybraniu nowego planu

kontroli (z zakładki Plik w głównym menu), wraz z ewen-
tualnym załadowaniem pliku CAD mierzonej części, poja-
wia się główne okno oprogramowania PowerINSPECT
zawierające paski zadań i – jeśli został wybrany – widok
CAD części (rys. 18).

MECHANIK NR 1/2009

45

Rys. 19. Paski zadań okna głównego programu PowerINSPECT

Rys. 21. Rodzaje oprogramowania CAM2 4.0 firmy Faro

Rys. 20. Fragment raportu pomiarowego PowerINSPECT charakteryzującego
przebieg jakości procesu pomiarowego

Paski zadań znajdujące się w oknie głównym programu

PowerINSPECT, wraz nazwami poszczególnych funkcji,
zostały przedstawione na rys. 19.

Podobnie można wykonać pomiary walca w wielu prze-

krojach o zadanych odległościach. Można wyznaczyć
odchyłki kształtu i położenia, np. odchyłkę prostopadłości
osi walca względem płaszczyzny bazowej, równoległości
osi walca do płaszczyzny lub tworzącej, a także, jeśli
są otwory, wyznaczenie ich współśrodkowości. Program
umożliwia przeprowadzenie kontroli powierzchni w wy-
branych przekrojach. Oprócz ilustracji graficznej, w rapor-
cie z pomiarów przedstawiane są wyniki liczbowe prze-
prowadzonych pomiarów i obliczeń, obejmujące również
analizę statystyczną wyników.

Raport z pomiarów zawiera w pierwszym module listę

wartości wszystkich punktów mierzonego geometryczne-
go elementu (np. okręgu, walca, stożka), z podaniem
odchyłek nominalnych, oraz wartości odchyłek uzyska-
nych z pomiarów, z zaznaczeniem w kolorze, które z od-
chyłek przekraczają dopuszczalne wartości. Podawane
są również odchyłki kształtu i położenia (jeśli były mierzo-
ne). Moduł drugi to karta kontrolna w postaci wykresu,
gdzie oś pozioma to numery kolejnych punktów, a oś
pionowa – odpowiadające im wartości odchyłek. Na taki
przebieg nałożone są dwie linie odpowiadające dolnej
i górnej granicy tolerancji (rys. 20).

Moduł trzeci to podstawowa statystyka dla grupy: liczba

wszystkich punktów, liczba punktów poza tolerancją, pro-
centowy udział punktów w tolerancji, wartość średnia i od-
chylenie standardowe oraz minimalna i maksymalna odchył-
ka. Wyniki podane są także w formie histogramu, na który
nałożony jest dla porównania rozkład normalny (rys. 20).

Zawartość raportu pomiarowego jest ustalana przez

użytkownika. Zaletą jest duża precyzja selekcji cech,
które mają znajdować się w raporcie pomiarowym. Kont-

roler może np. wysłać do raportu wyłącznie współ-
rzędną „y” środka danego okręgu, bez pozostałych
współrzędnych, średnicy i błędu kształtu. Do raportu
może być także dołączony widok CAD zmierzonego
elementu wraz z naniesionymi etykietami, opisują-
cymi poszczególne elementy oraz kolorowymi zna-
cznikami obrazującymi punkty uzyskane poprzez
kontrolę powierzchni, czyli porównanie z plikiem
CAD. Raport ma w pełni edytowalną tabelę do
umieszczania podstawowych danych, jak: nazwa
kontrolującego, data, nr części, logo firmy itd. Ra-
port można zapisywać w formacie HTML lub Excel.

Oprogramowanie CAM2 4.0 do ramion firmy Faro

składa się z czterech modułów, które mają róż-
ne zastosowania: Automotiv, Measure, SPC Graph,

SPC Process. Pracują one pod systemem operacyjnym
Windows (rys. 21).

CAM2 Automotiv (rys. 21a) jest stworzony specjalnie

na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego. Służy ono do
przeprowadzania kontroli rzeczywistych części przez po-
równywanie współrzędnych punktów pomiarowych z no-
minalnymi CAD (także w postaci kolorowej grafiki). Po-
zwala na ładowanie plików CAD o rozmiarach rzędu
100MB w czasie krótszym niż sekunda.

CAM2 Measure (rys. 21b) to typowy program pomiaro-

wy z listą elementów geometrycznych (oprócz podstawo-
wych elementów, jak okrąg czy prosta, można także
mierzyć np. wycinek torusa). Measure oferuje również
rozszerzony moduł kalibracji końcówek, porównywanie
z plikiem CAD, możliwość eksportu danych do Excel

i automatyczne tworzenie raportu.

CAM2 SPC Graph (rys. 21c) tworzy graficzną

dokumentację danych. Analiza statystyczna i jej
wizualizacja na wykresach, parametry (np. Cp
i Cpk).

CAM2 SPC Process (rys. 21d) ma służyć

zaawansowanej, statystycznej analizie danych
pomiarowych. Program ma wspomagać inży-
niera jakości procesu wytwarzania.

Nowsza wersja programu Measure pod na-

zwą CAM2 Measure X jest wyspecjalizowana
w mierzeniu obiektów i porównywaniu części
z modelem zaprojektowanym przez konstruk-
tora. Ta wersja programu pozwala użytkowni-
kowi na wczytywanie oraz wizualizację nawet
bardzo dużych plików. Łączy wiele plików po-
miarowych z pojedynczym plikiem CAD, za-
miast scalać po kolei każdy plik zawierający

46

MECHANIK NR 1/2009

Rys. 22. Okno programu Futurex 02 – porównanie z plikiem CAD

dane CAD. Dzięki wbudowanym zaawansowanym trans-
latorom CAM2 Measure X potrafi obsługiwać więcej for-
matów plików, niż dotychczasowe programy. Są to m.in.:
IGES, VDA, CATIA v4, CATIA v5, Unigraphics, Parasolid,
SolidWorks, Solid Edge, Pro-Engineer i Inventor. Obszary
zastosowań to: przemysł lotniczy (symulacje, naprawy,
regeneracja), Stempel&Matryca (gniazda formujące), prze-
mysł samochodowy (nadwozia, zabudowa funkcjonalna),
odkuwki i odlewy (wtrysk, kompozyty). Program ten rysuje
elementy na ekranie w trakcie pomiaru. Do ramion pomia-
rowych rodziny Gage oferowane jest prostsze oprogramo-
wanie pod nazwą Faro Gage&Gage Plus.

Do ramion pomiarowych firmy Zett Mess przewidziane

jest oprogramowanie Futurex 02, nadające się również
do współrzędnościowych maszyn pomiarowych. Program
umożliwia porównywanie skontrolowanej powierzchni
z jej plikiem CAD, a uzyskane w ten sposób odchyłki
pokazywane są w postaci kolorowych etykiet (rys. 22) na
CAD widoku części. Podobnie jak w poprzednich oprog-
ramowaniach, nie trzeba tworzyć (pisać) kodu programo-
wego – układa się plan pomiarowy przez wybieranie
z listy ikon kolejnych elementów geometrycznych.

Wyboru można dokonywać poprzez jednokrotne za-

znaczenie wymiarowanego dystansu na widoku CAD.
Powierzchnie CAD mogą być konfigurowane przez
użytkownika (np. ustawienie do kontroli tylko wybra-
nych powierzchni – przy pomiarze innych niż skonfigu-
rowane powierzchni software nie będzie rejestrować
punktów). Protokół pomiarowy tworzony jest na bieżąco
przy kontroli części. Zawiera te wyniki wraz z odchył-
kami, które zostały przez nas wybrane. Przedstawiona
jest także podstawowa obróbka statystyczna wyników
pomiarowych. Dostępny jest kreator, który umożliwia
użytkownikowi projektowanie wyglądu protokołu pomia-
rowego.

Futurex 02 może pracować na danych w formacie

IGES, VDAFS, CATIA, Pro/E, Unigraphics, STEP, STL,
Excel, ASCII, HPGL itd., natomiast sam może ekspor-
tować dane w formatach QUIRL, Excel, QS-Stat, HTML,
ASCII itd. Algorytmy obliczeniowe zawarte w Futurex
posiadają odpowiedni certyfikat PTB.

Oprogramowanie Futurex składa się z pakietów: Futu-

rex GEO do pomiarów podstawowych kształtów geomet-
rycznych, Futurex SURF do pomiarów w trybie CAD,
Futurex TUBE do pomiaru rur, Futurex STAT – program
statystyczny SPC, Futurex FORM do pomiaru odchyłek
kształtu i położenia.

LITERATURA

1. E. RATAJCZYK: Ramiona pomiarowe – budowa, parametry technicz-

ne, zastosowania. Mechanik nr 12/2008.

2. PN-EN ISO 10360-1 Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Badania

odbiorcze i okresowe współrzędnościowych maszyn pomiarowych
(CMM). Część 1: Terminologia

3. E. RATAJCZYK: Współrzędnościowa technika pomiarowa. Oficyna

Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa 2005.

4. M. WOJTYŁA: Niepewność pomiaru przewodów metalowych giętych

z wykorzystaniem ramienia pomiarowego z głowicą bezstykową typu V.
Przegląd Mechaniczny, nr 9/07 Supl., s. 170

÷

174.

5. CimCore: http://www.cimcore.com, Oberon Sp. z o.o.: http://www.

oberon.com.pl

6. Faro Technologies Inc. (USA): http://www.faro.com/poland.aspx
7. Romer International: http://romer.com
8. Zett Mess Technik GmbH: http://www.zettmess.de

www.metris.com

Mobilne i innowacyjne rozwiązania metrologiczne

Firmę METRIS założono w 1995 r. jako odłam Wydziału Inżynierii
Produkcji, Konstrukcji i Automatyki na Uniwersytecie Leuven w Belgii.
Firma w swojej ofercie posiada następujące systemy pomiarowe:

ramiona pomiarowe – MCA

ramiona zmotoryzowane – RCA,

ręczne cyfrowe skanery laserowe – MMD,

maszyny współrzędnościowe LK i Coord3,

skanery laserowe do maszyn CMM,

maszyny współrzędnościowe optyczne – K-series,

systemy do pomiarów zmiennych dynamicznych – DMM,

radar laserowy – LR,

system nawigacji GPS do pomiarów dużych
elementów – iGPS

tomografię komputerową – CT.

Do wszystkich tych systemów zapewniamy serwis,
szkolenia i opiekę produktową.

Informacji technicznych i handlowych udzielają:

Tomasz Bylica, 0604 785 399, www.tbylica.com
Robert Kaczmarczyk, 0694 117 818, www.smart-solutions.pl

WWW.METRIS.COM