Carl Zeiss Optotechnik GmbH - Optische Messtechnik
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BIMAQ conta com a projecção de frinjas

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Sistema de medição ZEISS Optotechnik ajuda nos bons resultados de pesquisas e de formação de estudantes

SISTEMA / APLICAÇÃO 
COMET 5

SECTOR
Educação

CLIENTE 
Universidade de Bremen - Faculdade de Produção de Tecnologia
Instituto Bremen de Metrologia, Automação e Ciência da Qualidade


TAREFA
Um livro histórico ilustrado da história dos 100 anos da empresa (1806-1906) do Grupo Melchers Bremer está entre as exibições do Museu Übersee em Bremen. No âmbito do contracto de trabalho, a capa do elaborado e valioso livro tinha que ser digitalizada pelo Instituto de Metrologia Bremer, Automação e Ciência da Qualidade (BIMAQ) em alta resolução 3D a utilizar um sistema de projecção de frinjas. Uma vez que o objecto a ser medido é uma exposição especialmente valiosa, a medição táctil foi descartada totalmente, a fim de proteger a delicada capa do livro contra danos. Além disso, o objecto de grande formato tem uma infinidade de detalhes que tinham de ser digitalizados e medidos. Por este motivo, apenas a tecnologia de medição óptica sem contacto, não destrutiva e com a possibilidade de detecção de extensas superfícies foi considerada.

PRODUTO E SOLUÇÃO
O Instituto de Metrologia, Automação e Ciência da Qualidade de Bremer (BIMAQ) é um instituto de pesquisa de engenharia na Faculdade de Produção de Tecnologia na Universidade de Bremen, que foi criado em 2007, após a federação de duas instituições de investigação. Comprometida com a transferência de conhecimentos, os cientistas BIMAQ trabalham em duas áreas fundamentais: pesquisa e projectos baseados na aplicação. A partir do desenvolvimento de novos métodos de produção ou para a optimização dos processos de produção ou o desenvolvimento de protótipos de medição. O BIMAQ colabora com instituições internacionais de pesquisa e empresas e funcionários com uma equipa de cerca de 40 pessoas. As equipas trabalham em projectos de pesquisa da indústria nacional, estão envolvidos em projectos completos da UE e desempenham um papel-chave numa pesquisa especial do Deutsche Forschungsgemeinschaft (Fundação Alemã de Pesquisa). A competência do núcleo BIMAQ encontra-se a medir a tecnologia com os campos suplementares de automação, ciência da qualidade e sistemas de energia.

A capa de couro do histórico livro ilustrado e as suas gravuras tiveram de ser digitalizadas. Para o efeito, foi adquirido um sistema de projecção de frinjas COMET 5 no âmbito de um projecto subsidiado pelo BMU (Ministério Federal do Ambiente, Conservação da Natureza, Construção e Segurança Nuclear), o que inclui o estabelecimento de um laboratório para grandes sistemas de engrenagens. Além de um dispositivo táctil convencional de medição de coordenadas para engrenagens de grande formato com diâmetros de até 3 metros, foi adquirido um aparelho de medição inovador - sistema de projecção de frinjas da ZEISS Optotechnik. Uma vez que a Universidade de Bremen é uma instituição pública, a compra do sistema de projecção de frinjas foi regulamentado por meio de um concurso público.

Além do preço, os baixos desvios de espaçamento entre a sonda e a esfera, a interface Matlab, o baixo peso, e do modo de medição ajustável (resolução máxima / velocidade máxima de medição) foram os critérios decisivos. A flexibilidade extrema na combinação com a mobilidade do sistema, levou à decisão de adquirir o sistema ZEISS Optotechnik. Com as possibilidades de adaptação do campo de medição, os objectos que variam em tamanho de poucos centímetros a alguns metros podem ser medidos. As medições também podem tomar lugar sob a mais ampla gama de condições ambientais. A introdução do sistema é simples e rápida. Uma selecção de membros da equipa assistiram à formação introdutória em Neubeuern e compartilharam os seus conhecimentos com outros membros da equipa.

O fecho de metal do livro foi inicialmente medido separadamente e serviu como um teste bem sucedido. A nuvem de pontos que consiste em milhões de coordenadas que foram capturadas durante medições únicas foi ligada a um modelo de superfície (triangular) por meio do software do sistema. Com a preparação manual dos dados de medição os erros de medição foram reconhecidos e corrigidos. O adicional pós-processamento automático suavizou e optimizou os dados finais. O software Esprit CAM formou o código CNC a partir dos dados reformulados para uma ORI SEIKI 5-axis CNC, o qual foi utilizado para reproduzir a capa do livro como um primeiro modelo de plástico e, em seguida, como um modelo de alumínio. O alto nível de precisão durante a preparação permite agora a continuação da utilização da segunda via como uma peça de exposição e abre novas possibilidades de aplicação para a tecnologia de medição, bem como as possibilidades de produção na BIMAQ e do corpo docente da Universidade de Bremen.

RESULTADO / BENEFÍCIOS PARA O CLIENTE
O sistema de medição COMET 5 é utilizado por vários departamentos no instituto para a mais ampla gama de tarefas de medição. A projecção de frinjas e a manipulação de sistemas de medição óptica são também uma componente de várias palestras. Antes do sistema ZEISS Optotechnik ser adquirido, havia dois velhos projectores de frinjas no BIMAQ que já não satisfaziam os requisitos do instituto. Por um lado, os campos de visão dos sistemas eram demasiado pequenos para a pesquisa actualmente realizada na BIMAQ, e, por outro lado, os componentes de hardware / software não foram actualizados até à data. A tecnologia de medição óptica geométrica é um complemento importante para a tecnologia de medição táctil geométrica convencional e são assim usados na investigação, instrução e espectro de serviços do instituto.

Devido à sua complexidade, apenas alguns funcionários formados foram capazes de usar os dispositivos de projecção de frinjas anteriores. Por outro lado, um certo número de membros da equipa está familiarizado com o sistema ZEISS Optotechnik, graças à sua operacionalidade simples. Isto permite o uso flexível do sistema sem que seja necessário o conhecimento de apenas alguns membros da equipa. Além disso, a colaboração com os alunos foi consideravelmente simples. Os resultados das medições estão disponíveis mais rapidamente, para que os alunos possam perceber os benefícios directos desta tecnologia de medição. Com o novo sistema, é muito mais fácil criar interesse na projecção de frinjas, que pode levar a novas ideias para tarefas de medição e reflecte-se tanto no decorrer das palestras e laboratórios, bem como em resultados escritos dos estudantes.

"Até ao momento, a colaboração com a ZEISS Optotechnik funcionou sempre sem problemas. O apoio técnico da empresa salvou-nos uma grande quantidade de tempo e frustração em mais de uma ocasião, e o departamento de vendas está sempre pronto para ajudar e mais do que disposto a adaptar-se às nossas necessidades especiais como um instituto ou universidade", diz o utilizador. O sistema de medição é usado actualmente em alguns projectos de investigação e servirá como um método de referência para abordagens de medição recentemente desenvolvidas para sistemas de energia eólica, em particular. Por esta razão, está planeada uma expansão do campo de visão, que deve oferecer possibilidades para medir componentes de grande volume. Além disso, estão a ocorrer preparativos para a aquisição de um robô para fins de instrução, que também poderá ser utilizado como um dispositivo de posicionamento para o sistema de medição.

VANTAGENS / TESTEMUNHO
• Tecnologia de medição geométrica óptica como um complemento importante para a tecnologia de medição geométrica táctil convencional
• Flexível, fácil de utilizar e sistema móvel
• Alta precisão com o mínimo de desvios de espaçamento entre a sonda e a esfera
• Modo de medição ajustável (resolução máxima / velocidade máxima de digitalização)

"A capacidade de adaptação flexível a uma ampla gama de situações de medição, a facilidade de uso do software de medição, em particular, fizeram com que fosse muito fácil para nós utilizá-lo e ter entregado resultados de medição convincentes."
Dipl.-Ing. Michael Sorg, Chefe do Departamento de Sistemas de Energia e Teste de material, BIMAQ - Universidade de Bremen