330

MECHANIK NR 4/2011

Rys. 12. Wyniki pomiaru elementu przedstawionego na rys. 11

Rys. 13. Widok tomografu o symbolu BF-X1 firmy Saki Corporation

Rys. 14. Wynik procesu pomiarowego wykonanego za pomocą tomo-
grafu BF-CTi

Rys. 12 pokazuje wyniki pomiaru elementu z rys. 11

wykonane za pomocą tomografu IMAGIX. Podane są
odchyłki wymiarowe od wymiaru nominalnego, będą-
ce wynikiem porównania z modelem CAD. Wartoś-
ciom

odchyłek

odpowiadają

poszczególne

kolory,

dla których wartości w mm podane są na wykresie
pionowym.

Tomografy firmy Saki Corporation
(d. MacroScience Technology)

Japońska firma Saki [6] (po przejęciu części produkcji

niemieckiej firmy MacroScience Technology) oferuje obe-
cnie pięć rodzajów tomografów o symbolach CT350,
CT500, MS-3000X, BF-X1 oraz BF-CTi.

Model BF-X1 (rys. 13) o wymiarach 2390

×

1690

×

×

1475 mm i masie 2 t przeznaczony jest do badań i po-

miarów małych przedmiotów o masie do 2 kg, głównie
jednak do zespołów elektronicznych – do oceny jakości
montażu, szczególnie jakości połączeń lutowniczych na
płytkach drukowanych. Model wyposażony jest w nowy
rodzaj detektora promieniowania rentgenowskiego o sym-
bolu XEye, zaprojektowanego w Instytucie Fraunhofera.
Detektor ten ma wiele funkcji oraz zawiera 4 Mpx w postaci
6 bitowych danych i ma dużą rozdzielczość wynoszącą
5

÷

25

µ

m. Tomograf wyposażony jest w lampę rtg o napię-

ciu 160 kV (opcjonalnie 225 kV). Lampa wyposażona jest
w trzystopniowy system migawki (zasłon), w celu zabez-
pieczenia przed promieniowaniem podczas załadunku
i wyładunku i zapewnia bezpieczeństwo użytkownika z po-
ziomu wycieków promieniowania niższego niż 0,2

µ

Sv/h.

Podobne parametry ma tomograf o symbolu BF-CTi

wyposażony w lampę chłodzoną wodą, o napięciu
225 kV. Może on być stosowany w ciągłych systemach

kontroli rentgenowskiej przedmiotów odlewanych zarów-
no z metalu, jak i z tworzyw sztucznych, a także ceramiki.
Może być zintegrowany z systemem transportu wytwa-
rzanych elementów, np. przez roboty obsługowe lub sys-
tem przenośników. Oprócz możliwości uzyskania wymia-
rów kontrolowanych części możliwe jest wykrywanie wad
tkwiących w materiale badanego przedmiotu. Na rys. 14
przedstawiono przykładowe wyniki procesu pomiarowego
odnoszące się do przedmiotu odlanego z aluminium.
Widać na nim rekonstrukcję modelu 3D (lewa strona)
i obraz przedmiotu z wadami zaznaczonymi kolorem
czerwonym.

WNIOSKI

Współczesne

przemysłowe

tomografy

kompu-

terowe CT umożliwiają wyznaczanie wymiarów przed-
miotów technicznych. Odznaczają się wyjątkową przy-
datnością w wyznaczaniu wymiarów wewnętrznych, któ-
rych inaczej nie można zmierzyć. Dotyczy to różnego
rodzaju korpusów, np. silników samochodowych. Umoż-
liwiają przeprowadzenie oceny jakości montażu zespo-
łów zarówno mechanicznych, jak i elektryczno-elektro-
nicznych [7].

Tomografy, poprzez odpowiednie oprogramowania,

umożliwiają uzyskanie obrazów przekrojów badanych
przedmiotów, a także – co jest ich istotną zaletą – zbudo-
wanie obrazu przestrzennego przedmiotu na potrzeby
inżynierii odwrotnej.

Cechą, która pozwala zaliczyć tomografy do urzą-

dzeń umożliwiających kompleksowe badanie przedmio-
tów jest to, że oprócz wyznaczania wymiarów, można
nimi wykryć wady materiału, z którego zbudowany jest
przedmiot: pęknięcia, nieciągłości materiału, wtrącenia
innych materiałów, wady struktury itp.

Przy wyznaczaniu wymiarów, zwłaszcza gdy wpro-

wadzi się do programu model CAD przedmiotu, uzyskuje
się bogatą formę graficzną, która ilustruje w różnych
kolorach obszary przekraczające odchyłki wymiarowe,
z podaniem wartości tych odchyłek (rys. 12).

Niedoskonałością jest przenikalność materiału, która

ogranicza wymiary badanych przedmiotów w zależności
od ich rodzaju. Na rys. 15 przedstawiono wykres pokazu-
jący zależność grubości ścianek przedmiotu wykonanego
z żelaza, w funkcji wartości napięcia lampy rtg i czasu
naświetlania.

MECHANIK NR 4/2011

331

Rys. 15. Wykres zależności stopnia przenikalności promieni rtg dla
Fe w funkcji napięcia lampy i czasu naświetlania (wg Yxlon Inter-
national)

Dla przedmiotów wykonanych z metali innych niż stal

i żeliwo przenikalność jest większa, np. dla aluminium
prawie trzykrotna [8].

Tomografy wyposażone w lampy o napięciu do 120 kV

mogą badać przedmioty stalowe w zasadzie o masie do
4 kg. Najczęstsze zastosowanie mają jednak te tomo-
grafy w badaniach jakości połączeń obwodów elektrycz-
nych na płytkach drukowanych. Do przedmiotów o masie
do 10 kg stosuje się lampy o napięciu do 225 kV, a przy
masie większej – 450 kV.

Tomografy są zwykle wyposażone w kabiny zabez-

pieczające operatora przed promieniowaniem. Występują

jednak tomografy otwarte lub częściowo otwarte, do za-
stosowań przemysłowych, w przypadku ciągłego przebie-
gu procesu kontroli przedmiotów. Wówczas takie tomo-
grafy wyposaża się w podajniki lub roboty przemysłowe,
głównie do załadunku i rozładunku kontrolowanych czę-
ści.

Coraz więcej tomografów przemysłowych stosuje

się w medycynie [9], np. do oceny wymiarowej biołożysk,
w protetyce stomatologicznej oraz w archeologii i an-
tropometrii.

LITERATURA

1. E. RATAJCZYK: Tomografia komputerowa CT w zastosowaniach

przemysłowych. Cz. II. Tomografy i ich parametry, przykłady
zastosowań. Mechanik nr 3/2011, s.

2. www.wenzelvolumetrik.com
3. www.werthmesstechnik.de
4. www.viscom.com
5. www.xviewct.com
6. www.sakicorp.com
7. J. HILLER, S. KASPERL, U. HILPERT, M. BARTSCHER: Coor-

dinate Measuring with Industrial X-Ray Computed Tomography.
Technisches Messen Vol. 74, No. 11/2007, s. 553

÷

564.

8. A. STAUDE, J. GOEBBELS: Genauigkeitssteigerung der Defek-

terkennung in Gussteilen mit Computertomographie (CT) am Beis-
piel eines Aluminium- Zylinderkopfsegments. Berlin 2008.

9. A.RYNIEWICZ: Accuracy assessment of shape mapping using

Computer Tomography. Metrology and measuring Systems.
Quarterly of Polish Academy of Sciences. Vol. XVII, No. 3/2010
s. 482

÷

491.

➀

➁

➂

Renishaw i roboty

ROBOMATICON 2011

5 marca 2011 r. na Wydziale Mechatroniki Politechniki Warszawskiej odbył się ogólnopolski
Turniej Robotów Mobilnych – ROBOMATICON (patrz Mechanik nr 2/11, s. 125), którego jednym
ze sponsorów była firma Renishaw, będąca producentem unikalnych systemów do pomiaru
przemieszczeń liniowych i kątowych, w tym liniałów absolutnych o długości do 10 m.

W konkursie mógł wziąć udział każdy, kto interesuje się robotyką. Każda z drużyn samodziel-

nie skonstruowała i zaprogramowała robota, który miał podczas konkursu rywalizować z innymi.

Konkurs został rozegrany w czterech konkurencjach: LineFollower, MiniSumo, MicroMouse

oraz Freestyle ELFA. W konkurencji LineFollower autonomiczny robot podążał wyznaczoną
trasą. Liczył się nie tylko najkrótszy czas przejazdu, ale także mechanika i oprogramowanie
robota. Do konkurencji MiniSumo mogły zakwalifikować się tylko roboty przeznaczone do walki
na arenie. Zasady były proste – dwa roboty stawały naprzeciw siebie, walczyły, a zwyciężał ten,
który pozostał na ringu. Trudność polegała nie tylko na zbudowaniu wystarczająco mocnego
korpusu i zapewnieniu największej przyczepności, ale również na odnalezieniu przeciwnika na

arenie i niedopuszczeniu do przypadkowego wypadnięcia
z pola walki. Kolejna konkurencja to MicroMouse. Celem jej
było dotarcie robota do środka labiryntu. Wyzwaniem była
zarówno pewna i szybka jazda między ścianami, jak i okreś-
lenie swojego położenia i – bez wcześniejszej znajomości
labiryntu – określenie najszybszej drogi do celu. Ostatnią
konkurencję stanowił Freestyle ELFA, na którym można było
zaprezentować każde urządzenie robotyczne. Liczyła się krea-
tywność twórcy i wykonanie robota. Laureatami konkursu
zostali:

LineFollower – Piotr Kurowski za robota INFERNO

➀,

MiniSumo – Wojciech Błauciak za robota JEŻYK

➁,

FreeStyle ELFA – Daniel Dudzik za robota NanoSumo

➂.

Renishaw – wiodący producent miniaturowych enkoderów

liniowych i obrotowych – chętnie wspomaga wszelkie inicjatywy
służące poznawaniu i rozwijaniu innowacyjnych technologii oraz
angażuje się w programy edukacyjne uczelni technicznych.