WinWerth® Ölçüm Yazılımı

Uygulamada, üretim parçalarına ait birkaç ölçünün çoğu zaman “hızlıca” belirlenmesi gerekir. Bu görev, koordinat ölçüm makinelerinin kullanımıyla sürekli ilgilenmeyen çalışanlar tarafından da yerine getirilir. Bu ortamda verimli çalışmayı mümkün kılmak için kullanım en gerekli işlemlerle sınırlandırılmıştır. Ardından WinWerth® ölçüm yazılımının “zekâsı” devreye girer; örneğin yakalanacak nesne alanının tam olarak belirlenmesini, ölçülecek geometrik elemanın (örn. doğru, daire, köşe noktası) seçilmesini ve mesafe, açı ve çap gibi geometrik özelliklerin belirlenmesine yönelik bağlantı algoritmalarını üstlenir.

Daha karmaşık ölçüm görevlerinde operatör, otomatik süreçlerin bazı kısımlarını (pencerelerin ayarlanması, özelliklerin seçilmesi) kendisi üstlenebilir ve ölçüm akışlarının daha ayrıntılı kontrolüne adım adım alışabilir. Destek amacıyla ölçüm noktaları veya tarama çizgileri, gerekli hareket yolları dikkate alınarak ölçülecek geometri elemanları üzerine örneğin daireler, silindir yüzey çizgileri, yıldızlar veya spiraller şeklinde otomatik olarak dağıtılır. Değerlendirme dahil eksiksiz ölçüm akışı önce CAD modeli kullanılarak çevrimdışı ya da ilgili geometri elemanı için minimum nokta sayısıyla çevrimiçi olarak oluşturulur. Ölçüm noktaları ve tarama çizgileri daha sonra fare ile veya bir iletişim kutusu aracılığıyla taşınabilir, silinebilir ya da eklenebilir. Bu şekilde belirlenen ölçüm akışları kaydedilebilir ve tekrar gerektiğinde otomatik akış olarak çağrılabilir.

TomoSim, tomografi sürecini CAD verileri veya STL formatındaki bir nokta bulutu kullanarak çevrimdışı simüle eden ilk koordinat ölçüm yazılımıdır. Ayarlanan CT parametrelerini dikkate alan gerçekçi simülasyon, tüm önemli artefaktları içeren bir hacmin hesaplanmasını mümkün kılar. Örneğin, ilk iş parçası üretilirken ve makinede başka ölçümler yapılırken, eş zamanlı olarak çevrimdışı bir iş istasyonunda WinWerth® ölçüm yazılımı ile bir ilk numune muayene programı öğretilebilir. Bu sayede TomoSim, örneğin çok vardiyalı çalışan TomoScope® makinelerinde süreçleri hızlandırır ve duruş sürelerini azaltır.

Tomografi sürecinin simülasyonu, ilk iş parçası tamamlanana kadar program oluşturma ve fizibilite kontrolünün bitirilmesinin yanı sıra CT parametrelerinin test edilmesine ve optimize edilmesine de olanak tanır. Simüle edilen hacim yardımıyla, örneğin ışın sertleşmesi veya çok az sayıda dönüş adımından kaynaklanan önemli artefaktlar tespit edilebilir ve gerekirse uygun bir artefakt düzeltmesi seçilebilir. Bir diğer yenilik de çapak tespiti, boşluk analizi, gözeneklilik analizi, metin tanıma, SurfaceScan Predefined gibi hacim tabanlı analizlerin veya hacim kesitlerindeki analizlerin tamamen çevrimdışı programlanmasıdır.

WinWerth® kullanıcı arayüzündeki özellik ağacı, programların adım adım işlenebildiği ve değişikliklerin eklenebildiği test ve değişiklik modunun kontrolü için de kullanılır. Paralel bir metin düzenleyici, deneyimli operatörlerin programları öğretirken DMIS program kodunu doğrudan girmesine veya değiştirmesine olanak tanır. Bir program bölümü fare ile seçilerek tekrarlı işleme için döngü olarak tanımlanabilir veya alt program olarak ayrılabilir. Seçilen işlevsel açıdan önemli test ölçüleri, özellik odaklı ölçüm kullanılarak belirlenebilir.

WinWerth® ölçüm yazılımı, ölçüm makinesi olmadan bir CAD-Offline® iş istasyonunda da çalıştırılabilir. Werth bu alanda da öncü olmuş ve daha 1990'ların başında müşterilerine çözümler sunmuştur. Burada test programları yalnızca CAD modeli üzerinde oluşturulur ve test edilir. Özellikle dokunsal sensörlerde bu yöntem, ölçüm noktalarına ve serbest konumlara konumlandırma yapılmadan ölçüm programları oluşturulduğu için çoğu zaman birkaç saatlik zaman tasarrufu sağlar. Çevrimdışı programlamaya yönelik cihaz simülasyonu, iş parçasının 3D CAD modeli üzerinde gerçekleştirilir. Çarpışma analizi arka planda yapılır. CAD-Offline® pahalı makine zamanından tasarruf sağlar. Test planları, ilk iş parçası veya ölçüm nesnesi üretildiğinde zaten tamamlanmış olur. Ölçüm nesnesiyle ilgili etki faktörleri daha sonra tek adımlı çalışmada bir test çalıştırmasıyla yeniden düzenlenebilir. Çevrimiçi ve çevrimdışı çalışma, tek kaynaktan tutarlı bir kullanım konseptiyle gerçekleştirilebilir ve ölçüm sonuçlarının “doğruluğu” güvence altına alınır. Ölçüm cihazı üreticisinden bağımsız programlama iş istasyonlarında durum böyle değildir.

Görüntü içeriğini analiz etmek ve ölçüm noktalarını belirlemek için kullanılan görüntü işleme algoritmaları, görüntü işleme sensörlerinden elde edilen ölçüm sonuçlarının veya tomografik taramada kesitlerin değerlendirilmesinin kalitesi üzerinde de önemli bir etkiye sahiptir. Günümüzde değerlendirme ağırlıklı olarak PC donanımı ve yazılımı ile gerçekleştirilmektedir. İlk işlem adımında görüntü, görüntü filtreleriyle iyileştirilebilir (kontrastın optimize edilmesi, yüzey kusurlarının yumuşatılması). Bu sayede zor kenarlarda ve gelen ışıkta zorlu tarama koşullarında bile güvenilir ölçümler yapılabilir.

İlgili objektiflerin görüş alanından daha büyük konturlar, koordinat ölçüm makinesinin CNC eksenleriyle birlikte otomatik kontur takibi kullanılarak bütün halinde yakalanabilir (kontur tarama). Bu tarama yöntemi, örneğin zımbalama takımlarındaki az sayıda görece büyük konturun kontrolü için oldukça uygundur.

İş parçasının daha büyük alanlarını yakalamak için bir diğer yöntem de “raster scanning HD” (patentli) yöntemidir. Burada görüntü işleme sensörü, hareket sırasında iş parçasının görüntülerini yüksek frekansta yakalar. Bu görüntüler yeniden örneklenir ve üst üste bindirilerek 4000 megapiksele kadar (2021 itibarıyla) bir genel görüntü oluşturulur. “Görüntü içinde” değerlendirmede örneğin 100 delik 3 s içinde ölçülebilir. Büyük alanların yüksek büyütmeyle ölçülmesi ve birkaç görüntünün ortalamasının alınması sinyal-gürültü oranını iyileştirerek doğruluğu da artırır. Yöntem, ölçüm görevinin gereksinimlerine göre özelleştirilebilir.

Raster Scanning HD P ile önceden belirlenmiş bir yol kullanılarak yalnızca ilgili alanlarda görüntü alınması, iş parçasının tamamının Raster Scanning HD N ile dikdörtgen taramasına kıyasla ölçüm süresinde ve veri hacminde ek bir azalma sağlar. Döner eksenli cihazlarda Raster Scanning HD ROTARY, dönme sırasında görüntü alınmasını ve dönel simetrik iş parçalarının yanal yüzeyinin “açılmış” genel görüntüsü üzerinde ölçüm yapılmasını mümkün kılar.

Raster Tomografi'de ölçüm nesnesinin birkaç bölümü art arda yakalanır ve ilgili görüntü yığınları kaydedilir. Tarama, döner eksen boyunca (X taraması), döner eksene dik olarak (Y taraması) ve her iki yönde (XY taraması) gerçekleştirilebilir. Değerlendirme sırasında nesnenin tamamına ait ilgili piksel veya voksel bilgileri birleştirilir. Bu işlem, görüntü birleştirme (stitching) yapılmadan yalnızca yüksek doğruluklu koordinat eksenleri kullanılarak gerçekleştirilir. Çözünürlük, küçük bir iş parçasının birkaç raster adımıyla daha yüksek büyütmede yakalanmasıyla artırılır; ölçüm aralığı ise büyük bir iş parçasının birkaç bölüm halinde yakalanmasıyla genişletilir.

Werth ClearCT, döner eksen ile doğrusal hareket eksenlerinin özel bir kombinasyonuna dayanır. Geleneksel konik ışınlı CT'den farklı olarak bu yöntem, neredeyse artefaktsız bir CT hacmi oluşturulmasını sağlar. Zaman alıcı düzeltme yöntemlerine artık gerek kalmaz; bu da yüksek ölçüm hızında ve düşük ölçüm belirsizliğiyle güvenilir otomatik ölçüm yapılmasına olanak tanır.

Geleneksel başla-dur modunda tomografik tarama yapılırken, pozlama sırasında hareket bulanıklığı oluşmaması için her radyografik görüntünün alınmasında dönme hareketi kesintiye uğratılır. OnTheFly Tomografi, sürekli dönme sayesinde iş parçasının konumlandırılmasına harcanan ölü süreden tasarruf edilmesini sağlar. Bu yöntem bir yandan aynı veri kalitesini korurken ölçüm süresini büyük ölçüde kısaltabilir, öte yandan aynı ölçüm süresini korurken veri kalitesini ve dolayısıyla ölçüm belirsizliğini iyileştirebilir.

WinWerth®, ölçüm cihazlarının kullanımı konusunda eğitimli olmayan kullanıcılar için yalnızca parça numarasını seçip bununla otomatik bir program akışını başlatma imkânı sunar. Alternatif olarak bu işlem, üretim emri üzerindeki bir barkodun okutulmasıyla da yapılabilir. Otomatik hata yönetimi, örneğin parçaların doğru yerleştirilmediği durumlarda yardımcı olur.

Alternatif olarak, TomoScope® koordinat ölçüm makinelerinin kabinine, radyasyondan korunma için ek bir önlem gerekmeksizin bir iş parçası değiştirme sistemi entegre edilebilir. Önceden yüklenmiş birden fazla palet ile ölçümler gece boyunca ve hafta sonları gerçekleştirilebilir.

Besleme cihazları aracılığıyla otomatik besleme de entegre edilebilir. Bu amaçla ölçüm programları, çevrim dışı iş istasyonlarında uzaktan hazırlanabilir. İş parçaları bir geçiş kilidi üzerinden robotun güvenlik alanına beslenir. Valf blokları, gövdeler ve döküm parçalar gibi iş parçalarının geometrik özellikleri neredeyse her yarım dakikada bir belirlenir, bir master parçanın ölçüm nokta bulutuyla nominal-gerçek karşılaştırması yapılır ve iş parçaları çapak gibi kusurlara karşı test edilir. Ölçüm sonuçları paralel değerlendirme bilgisayarları yardımıyla belirlenebilir ve birbirine bağlı multisensör cihazların ölçüm sonuçları da dahil olmak üzere ortak bir raporda birleştirilebilir.

İş parçası geometrisinin hedef değerlerden sapmasını göstermek için WinWerth® yazılımında CAD verileriyle karşılaştırma yapılması ve sapmaların renk kodlu olarak görüntülenmesi uygundur. Bu yöntem, serbest form yüzeylerin kontrolünde vazgeçilmezdir. Ölçüm için nesnenin ilgili alanları taranır veya nokta bulutu olarak yakalanır. WinWerth® ardından ölçülen değerleri CAD modeliyle karşılaştırır. Sonuç, CAD modeline göre sapmaların vektörel veya renk kodlu gösterimiyle belgelenir. Bu değerlendirme, makinedeki ölçüm akışının bir parçası olarak veya ayrı bir değerlendirme istasyonunda çevrim dışı modda yapılabilir. Ölçüm noktalarının renkleri, hedef ve gerçek değerler arasındaki sapmayı gösterir. Parça toleranslarını görselleştirmeye dahil etmek için toleranslar dört temel sınıfa ayrılır:

• pozitif, tolerans içinde
• negatif, tolerans içinde
• pozitif, tolerans dışında
• negatif, tolerans dışında

Sapma miktarı renk kodlamasıyla gösterilir. Alternatif olarak kullanıcı, renk kodlamasını kendi gereksinimlerine göre yapılandırabilir.

Ölçülen veya hesaplanan sapmaları üretim sürecine dahil etmek için spesifikasyon verileri WinWerth® FormCorrect ile büyük ölçüde otomatik olarak değiştirilebilir. Bu amaçla orijinal CAD modeli ile örnek bir iş parçasının ölçüm verileri arasındaki sapmalar belirlenir ve model üzerine aynalanır. Ölçüm yazılımı buradan, plastik enjeksiyon kalıplama sürecinde ve 3D baskıda sistematik üretim sapmalarını telafi etmek için kullanılabilecek düzeltilmiş bir CAD modeli oluşturur. Geleneksel tersine mühendisliğe kıyasla uygulama önemli ölçüde basitleşir. Yüksek hassasiyet sayesinde çoğu zaman tek bir düzeltme döngüsü yeterli olur; bu da geliştirme sürecinin maliyetlerinin önemli ölçüde azaltılabileceği anlamına gelir. Yüksek çözünürlüklü düzeltmeler ve iç yüzeylerin değiştirilmesi için X-ışınlı bilgisayarlı tomografili koordinat ölçüm makinelerinin kullanılması önerilir. Benzer bir yöntem 2D BestFit yazılımıyla da mümkündür. Form düzeltme, hem yeni kesici takımların devreye alınmasında (profil taşlama, form frezeleme) hem de tel erozyonda konumlandırma sapmalarının düzeltilmesinde kullanılabilir.

CAD verisi mevcut değilse ölçüm noktaları operatör tarafından etkileşimli olarak seçilebilir. WinWerth® yazılımında hem fareyle doğrudan seçim hem de standart geometri elemanlarına otomatik ayrıştırma mümkündür. Bir başlangıç noktasından itibaren, seçilen elemanın (örneğin silindir) form hatası belirgin şekilde artana kadar çevresine otomatik olarak yeni noktalar eklenir. Bu, elemanın sınırlarına ulaşıldığını gösterir ve işlem tamamlanır.

Ölçüm akışlarını 3D CAD verileriyle tanımlamak daha verimlidir. CAD elemanlarının seçilmesiyle gerekli ölçüm noktaları otomatik olarak seçilir (patent). CAD yüzey parçalarının (patch) seçimine dayalı olarak, ölçülen nesnenin bu yüzey parçasına geometrik olarak atanabilen tüm ölçüm noktaları, belirlenen kenar mesafeleri dikkate alınarak seçilir. Bu da ilgili elemanın formunun maksimum nokta sayısıyla eksiksiz olarak yakalanmasını sağlar.

Uygulamada çizim ölçülerinin 2D görünümlerde ve kesitlerde tanımlanması yaygındır. Bu durum, tomografik olarak elde edilen ölçüm verilerinin analizinde de dikkate alınmalıdır. Bu amaçla iş parçası koordinat sisteminde düzlemler tanımlanabilir ve bunlar hem CAD hedef verileriyle hem de gerçek nokta bulutuyla kesiştirilebilir. WinWerth®, hedef verileri ve gerçek konturları temsil eden konturları otomatik olarak çıkarır. Bu şekilde oluşturulan kesit konturlarındaki 2D boyutların değerlendirilmesinde, görüntü işleme veya prob ucuyla taranan konturların değerlendirilmesi için mevcut olan yazılım fonksiyonlarının aynısı kullanılır.