Sok vállalat a mai napig különálló, egymással össze nem kapcsolt lépésekben fejleszti, gyártja és ellenőrzi a termékeit.

E lépések koordináta mérőgépekkel és a komputertomográfia eszközével egyszerűbbé tehetők és felgyorsíthatók. Az eredmény a munkadarab komplett digitális képe lesz.

Ahogy mind nagyobb teret hódít magának a digitalizált világ, úgy fonódik össze egyre szorosabban az ipari termelés, a kommunikációs technológia és az informatika. A maximális mértékben önszervező és -felügyelő gyártásra Németországban az Ipar 4.0 kifejezés használatos, míg más országokban, így pl. az Egyesült Államokban, Kínában és Japánban a kezdeményezést IIC vagy IVI néven ismerik. Az adatstruktúrák közös hálózatba szervezése a termék életciklusának valamennyi fázisát érinti, a koncepció megalkotásától a fejlesztésen, a gyártáson és a használaton át egészen a karbantartásig. Számos vállalatnál a termékek fejlesztése, gyártása és tesztelése még mindig egymás utáni lépések sorozatából áll, mindenféle hálózatba szervezés nélkül.

Gyakori az, hogy időigényes mintaalkotási és tesztelési ciklusra van szükség a fejlesztés minden egyes lépése után. A munkadarabok elégséges geometriai információinak és a kapcsolódó paraméterek hiányában költséges és gyakran bonyolult, sok iterációs lépést tartalmazó szerszámkorrekció késlelteti a fejlesztési és gyártási folyamatot, jócskán megdobva a gyártási költségeket. E folyamatok egyszerűsítésének és felgyorsításának egyik lehetséges módja pl. a koordináta mérőgépek használata komputer tomográfiás (CT) technikával (1. ábra). A komputertomográfia a teljes munkadarab háromdimenziós térbeli modelljét adja eredményül. Ebből a térbeli modellből azután minden belső és külső geometriai jellemzőhöz kiszámíthatók a munkadarab felületei, így az adott munkadarabról egy komplett digitális kép áll rendelkezésre.

1. ábra A munkadarab digitális adatai a világon bárhol használhatók a tervezés, a mérés és a gyártás összekapcsolására. (© Forrás: Werth)

Gyors mintadarab-ellenőrzés és hatékony szerszámkorrekció

Az első komputertomográfiás koordináta mérőgépet, amelyet egyébként kiegészítő szenzorokkal is fel lehet szerelni, a Werth Messtechnik GmbH mutatta be 2005-ben. Ez a berendezés már abban az időben is lehetőséget adott a tomográfiai eljárás munkafázisainak teljes automatizálására, a képalkotástól a munkadarab felületi eltéréseinek szubvoxeles (voxel = volumetric pixel) pontosságú meghatározásán át az eredmények kiadásáig, ami kritikus fontosságú az Ipar 4.0 szempontjából.

Manapság a teljes folyamat csupán néhány percet vesz igénybe a komplett eredményig. A hagyományos mérési eljárásokkal, pl. tisztán tapintós mérési módszerekkel napokra, sőt, hetekre volna szükség hasonló részletességű eredmények eléréséhez. A mintadarabok ellenőrzésénél és a szerszámkorrekcióknál különösen jelentős a hagyományos mérési módszerekhez képesti időmegtakarítás, ezért az ilyen eljárásra képes gépek beszerzése viszonylag gyorsan megtérülhet.

A munkadarabok külső geometriája mellett a komputertomográfia a belső szerkezeteket is képes megjeleníteni (2. ábra). Így az anyag- és gyártási hibák korai fázisban észlelhetők és korrigálhatók. Komputertomográfia használatával a különböző folyamatok párhuzamosan futhatnak. Lehetőség van például egy mérési műveletsor programozására egy offline munkaállomáson az első munkadarab legyártására előtt, a 3D-CAD modell használatával, függetlenül attól, hol található a mérőgép.

A PMI (Termék és Megmunkálási Információk) adathalmaz feldolgozásával még tovább fokozható a programozás hatékonysága, mivel a mérendő méretek és azok tűrése egy CAD-adatkészletbe menthetők a munkadarab tervezése közben. Így például egy munkatárs Svédországban beprogramozhatja azokat a mérőgépeket, amelyek Kínában vagy Japánban működnek.

Komputertomográfia segítségével a fröccsöntött műanyag alkatrészek gyártására szolgáló szerszámok is elegánsan és hatékonyan korrigálhatók. A gyártási eljárás elején általában elkészül a munkadarab CAD-modellje, amely alapján posztprocesszorok létrehozzák a fröccsöntő szerszám modelljét. Ezt az adathalmazt azután a rendszer a fröccsöntő szerszámokat gyártó szerszámgép vezérlésére használja fel. Elkészül egy mintadarab, amelynek geometriája komputertomográfia révén meghatározásra kerül. Az előírt és tényleges jellemzők összehasonlítása után a megállapított eltérések közvetlenül felhasználhatók a fröccsöntő szerszám korrekciójához.
Ennél a módszernél kevesebb iterációs lépésre van szükség a kész szerszám elkészítéséhez, mivel a tényleges jellemzők meghatározása precízen, nagy pontsűrűséggel és rövid idő alatt történik. A korrekciós adatokat azután a rendszer a munkadarab teljes felületére vagy csak bizonyos kritikus területekere számítja ki. Mivel a munkadarab mérési pontfelhője digitális formátumú, az adatelemzés és a programozás bárhol elvégezhető, függetlenül attól, hol található a mérőgép. A gyártási eljárás egyes lépései így praktikusan kioszthatók egy szerszámkészítő, egy gyártóüzem és egy CT méréseket végző szolgáltató között.

A CT méréseket végző szolgáltatótól az adatok késedelem nélkül átkerülnek a szerszámkészítőhöz, aki azonnal elvégezheti a korrekciókat. E módszer különösen a közepes méretű vállalatok számára jelent kiváló lehetőséget, mivel a szaktudás és a géppark az adott feladatoktól függően gyakorlatilag időveszteség nélkül különválasztható.

A gyártási eljárás hatékonyságának növelése CT-vel

2. ábra A munka-darab mérési pont-felhője belső geometriával és elemzéssel, két vagy három dimenzióban (© Werth)

Az állandó kiváló minőség érdekében a gyártási eljárást a termék piacra kerülése után is folyamatosan felügyelni kell. Intelligens módon hálózatba szervezett rendszerekkel a mérési eredmények pl. az fröccsöntő szerszám kopásának meghatározására használhatók. A beállítási és holtidők lerövidítéséhez egy, a mérőgépbe integrált munkadarabcserélő rendszerrel emberi beavatkozás nélküli üzem valósítható meg anélkül, hogy ehhez kiegészítő robotra lenne szükség, ami a dolgozó védelme és a sugárzás miatt problémákba ütközne. A palettázó rendszer és a koordináta mérőgép hagyományos, robottal történő betöltése további lehetőséget kínál az integrált termelésre.
A mérőgép feldolgozási teljesítményének maximalizálásához a volumetrikus adatokat a WinWerth mérőszoftver a röntgenképek rögzítésével párhuzamosan rekonstruálja, hogy ne vesszen el értékes gépidő. További teljesítménynövekedés érhető el akár 16 megapixeles felbontású detektorokkal, a különlegesen kis fókuszpontot nagy teljesítménnyel párosító röntgencsövekkel és a forgómozgás közben történő képfelvétellel (ún. OnTheFly CT). Egy tomográfiai eljárás keretében akár több munkadarab is rögzíthető, majd az adatok automatikusan szétválaszthatók.

Kijelenthető, hogy a komputertomográfia koordinátamérési technológiába történő bevezetése egyre inkább az Ipar 4.0 motorjává válik. A megoldás új lendületet ad a fejlesztésnek és egyszerűbbé teszi a folyamatfelügyeletet. A gépek és rendszerek hálózatba szervezésével a munkadarab digitális adatai a világ bármely pontján elérhetővé válnak, ami lehetőséget kínál a specializációra a gyártási eljárásban és fenntartható módon növeli a termékhez adott értéket.

Ide kattintva megtekintheti a nagy teljesítményű, rendkívül pontos Werth TomoScope ^® XS Plust mérés közben:

További információ: www.werth.hu

The post Komputertomográfia, az Ipar 4.0 hajtómotorja appeared first on Műszaki Magazin.

2005-ben, az első komputertomográfiás mérőberendezés (TomoScope® 200) kifejlesztése során is már nagy hangsúlyt fektettek arra, hogy a technológia a vonzó árfekvésnek köszönhetően a lehető legtöbb felhasználó számára legyen elérhető.

Az elkövetkező években a fejlesztések az egyre nagyobb teljesítményű gépek felé mutattak, amelyek már a sűrűbb anyagokból készült nagyobb munkadarabok mérését is lehetővé tették. A Werth Messtechnik 2017-ben mutatta be a cég nagyobb gépeihez hasonló képességekkel felruházott, kompakt kialakítású TomoScope® XS-t, tavaly pedig a TomoScope® XS Plus még a TomoScope® XS mérési teljesítményét is képes volt megduplázni. A most megjelent TomoScope® XS FOV (Field Of View – látómező) gépben a röntgenátvilágítási technológia terén végzett több mint 15 éves fejlesztési tapasztalat tükröződik vissza – ezért is tud a Werth egy komputertomográfiás mérőrendszert egy hagyományos
3D koordináta-mérőgép áráért kínálni.

Teljesen automatikus „in the image” mérés

A detektor választható rögzítési irányától függően az új CT-berendezés 120 mm átmérőjű vagy magasságú mérési tartománnyal rendelkezik. Maga a mérés a látómezőben megy végbe. Az opcionális 6 megapixeles detektor kimagaslóan nagy felbontást tesz lehetővé. Az OnTheFly üzemmód és a digitális munkadarab valós idejű rekonstrukciója gyors mérést biztosít.

A TomoScope® XS FOV egy teljesen automatizált rendszer, előre beállított, a használatot megkönnyítő paraméterekkel. A gépkezelő elhelyezi a munkadarabokat a forgóasztalon, és már meg is kezdheti a mérést. Az alkalmazásnak megfelelően néhány mérési paraméter – például a feszültség vagy az előszűrés – módosítható.

Műanyag munkadarabok gyártásközi mérése

A TomoScope® XS FOV ideális a tömeggyártott műanyag termékeknél, például a csomagolóiparban használt darabokkal kapcsolatos mérési feladatok elvégzésére. Ilyenek lehetnek például a joghurtosdobozok, a kupakok, a tiplik vagy a műanyag inhalátorházak. Megfelelő rögzítőelemekkel számos apró darab, például a fedelek, vagy a műanyag fogaskerekek is mérhetővé válnak.

A kiértékelés során a „Munkadarab-szétválasztás” szoftverfunkció automatikusan szétválasztja a mérési adatokat. Az eredmények a WinWerth® 3D grafikus ablakban felhasználóbarát módon jelennek meg. A tűrési szintek megkülönböztetésére szolgáló színkódos jelzések beépülnek a mérési jelentésbe, ami megkönnyíti a gyártásközi és a gyártósor melletti mérések gyors áttekintését.

A TomoScope® XS FOV egy rugalmasan használható eszköz a gyors komputertomográfiás mérésekhez. A karbantartásmentes, monoblokk kialakítású, 130 kV feszültségű csöveknek köszönhetően a berendezést magas rendelkezésre állás jellemzi. A gépet a Werth műszakkorlátozás nélküli 24 hónapos garanciával szállítja. Az átfogó védelmet szem előtt tartó konstrukció révén a berendezés szinte bárhol használható. A Tomo-Scope® XS FOV – a Werth Messtechnik összes komputertomográfiás mérőberendezéséhez hasonlóan – teljes mértékben megfelel VDI/VDE 2617 irányelvsorozatban leírtaknak. A Werth kalibráló laboratóriuma szerezte meg elsőként a röntgensugaras koordináta-mérőgépek a VDI/VDE 2617 irányelvsorozat 13. oldala szerinti DAkkS kalibrálására jogosító akkreditációt.

Érdekli, hogyan zajlik egy röntgenes mérés?

Nézze meg a TomoScope ® XS Plus mérőgépet bemutató magyar nyelven feliratozott filmünket a képre kattintva!

Magyarországon a céget a Werth Magyarország Kft. képviseli

www.werth.hu

The post Komputertomográfiás mérés egy hagyományos 3D koordináta-mérőgép áráért! appeared first on Műszaki Magazin.

Szöcskeegerek a CT berendezésben

Kiss Csaba az ELTE PhD hallgatója és dr. Cserkész Tamás a Magyar Természettudományi Múzeum kutatója, a projekt témavezetője elmondta: „Az általunk vizsgált szöcskeegerek apró termetű, egérszerű rágcsálók. Legkorábbi őseik a Himalája fennsíkjain élhettek, mindegy 17 millió évvel ezelőtt, ahonnan később szétterjedtek Észak-Amerika és Eurázsia sztyeppés területeire. Azonban a hosszú évmilliók alatt a morfológiájuk, pl. a koponyájuk alakja változatlan maradt, azaz élő kövületeknek tekinthetők.” Formájuk szemmel láthatólag nem változott, azonban örökítő anyagukban, a DNS szekvenciákban igen nagymértékű eltéréseket találtak a kutatók.

Ennek a látszólagos morfológiai változatlanságnak a feloldásához nyújt nagyszerű segítséget a ZEISS METROTOM komputertomográfiás mérőeszközzel megalkotott koponyarekonstrukció. A vizsgálathoz a kutatók komoly szakmai támogatást kaptak nem csak saját intézményüktől, a Magyar Természettudományi Múzeumtól, de az Ukrán Természettudományi Múzeum, és a washingtoni Smithsonian Intézet is rendelkezésükre bocsájtotta a gyűjteményüket.

A mintákat ráadásul gondosan csomagolva elküldték a kutatóknak Budapestre. Igazi ritkaságok is találhatók a washingtoni gyűjteményben, olyan fajok, amelynek példányai más múzeumokban nem fordulnak elő. Ilyen például a Kasmíri szöcskeegér, amit 100 évvel ezelőtt írtak le és gyűjtötték be néhány példányát, ám azóta senki sem találkozott velük.

De miért is fontosak a magyar kutatóknak ezek a kicsiny szöcskeegerek?

Magyarországon is él egy fajuk, a magyar szöcskeegér (Sicista trizona), ami a hazai állatvilág és természetvédelem egyik legjelentősebb, féltve őrzött ékköve. A magyar kutatók kezdetben ezt a fajt tanulmányozták, majd a rendszertani és evolúcióbiológiai vizsgálatokhoz összehasonlító anyagokat gyűjtöttek Ukrajnában, Oroszországban, Kazahsztánban, végül eljutottak a kontinens legtávolabbi pontjára, a szárazföld peremére, Vlagyivosztokba, illetve még ezen is túl, Szahalin szigetére is.

A rendszertani és evolúcióbiológiai viszonyok tisztázásán túl azonban másra is felhasználhatóak a komputertomográfiával nyert adatok, ugyanis a CT nem csak a koponyák külső felületéről, de a belsejéről is nagyon pontos képet alkot. „Az agykoponya csontjainak formája és alakja alapján következtethetünk az egyes agyterületek fejlettségére, a teljes agy méretére, térfogatára is, ami például az embernél 3,5 millió év alatt megháromszorozódott. A külső felületen az izmok tapadási helyéről és annak méretéről az egerek eltérő táplálékáról gyűjthetünk információkat, de hasonlóképpen informatívak a fogak is. A CT felvételek tehát az adatok szinte kimeríthetetlen tárházát jelentik, és biztosak vagyunk abban, hogy a szöcskeegerek vizsgálata csak egy kezdeti lépés volt, és a későbbiekben további állatcsoportok vizsgálatára is sor kerül a ZEISS METROTOM használatával.”

“A ZEISS mindig is elkötelezett híve volt az újfajta megoldások támogatásának, így örömmel fogadta azon felkérést, hogy részt vegyen egy a szokatlan kutatási projektben.”

Miután a kutatók egyeztettek a ZEISS szakembereivel, 2019 januárjában Huszár Levente szenior alkalmazástechnikai mérnök vezetésével megkezdődtek a mérések. Ennek keretében a ZEISS METROTOM komputertomográfiás rendszer röntgen szkennelésével a kutatók nagy pontosságú koponyarekonstrukciós képeket kaphattak a mintákról. Az eljárás lényege, hogy egy röntgensugaras CT segítségével a biológiai mintát digitalizálják, és egy rendkívül pontos 3D virtuális modellt készítenek róla. A CT berendezések mérési tartományai és képalkotó módszerei a hagyományos méréstechnikákkal szemben összehasonlíthatatlanul gyorsabbak és pontosabbak. „Mivel a mintáink nagyon aprók és hihetetlenül sérülékenyek, ezért ezen CT vizsgálatok egy olyan lehetőséget teremtettek a számunkra, amelynek keretében a koponyák legapróbb részletei is pontosan és biztonságosan tanulmányozhatóvá váltak. Mindemellett a minták belső, rejtett felépítésének roncsolás- vagy sérülésmentes vizsgálata is lehetővé vált.”

Kitekintés: digitális minták és múzeumi gyűjtemények

A világ természettudományi múzeumaiban a gyűjtemények nagyobb része csak a kutatók számára elérhető. Az itt őrzött ritka példányok sokszor csak személyesen és engedéllyel vizsgálhatók, illetve speciális esetekben kölcsönözhetők is. De mi a helyzet, ha nincs lehetőség a helyben történő vizsgálatra, vagy a minta nem postázható? Erre kínál egy jó megoldást a „digitális kikölcsönzés”, amely napjainkban már néhány intézményben elérhető. A most elkészült digitális minták adatait a résztvevő múzeumok is tudják hasznosítani a jövőben. Habár még csak egy kísérleti elgondolás a szakemberek részéről egy hazai „digitális adattár” létrehozása, megvalósulása esetén Magyarország is bekapcsolódhatna ezen nemzetközi kezdeményezésbe. A továbbiakban nem lenne szükség az eredeti, féltett mintákat kitenni a szállítás veszélyeinek, és megelőzhetők lesznek a mozgatásból adódó esetleges fizikai károsodások is. A digitális adatok nemcsak a kutatók munkáját egyszerűsítenék le, de akár az oktatásban vagy a tudományos ismeretterjesztésben is hasznosak lehetnek. Továbbá a mai technológiák már lehetővé teszik, hogy egy 3D nyomtató segítségével az eredeti méret többszörösére felnagyítva is megalkossuk ezeket a mintákat. A technika legújabb vívmányainak tehát a múlt és a jelen értékeit őrző és bemutató múzeumokban is helyük van.

Bővebb információ a ZEISS röntgentechnológiai megoldásairól

The post Komputertomográfia (CT) a tudományos kutatás és a digitális értékmegőrzés szolgálatában appeared first on Műszaki Magazin.