Vysoká škola technická a ekonomická
v Českých Budějovicích
ANALÝZA, DIGITALIZACE
A ROZMĚROVÁ KONTROLA OBJEKTŮ
POMOCÍ MODERNÍCH METOD 3D
MĚŘENÍ A HODNOCENÍ
Studijní opora pro studium CŽV
AUTOŘI
doc. Ing. Karel Gryc, Ph.D.
doc. Ing. Ladislav Socha, Ph.D.
Ing. Martin Dědič
Adnan Mohamed
Nikola Bartošová
2020
České Budějovice
Název: Analýza, digitalizace a rozměrová kontrola objektů pomocí moderních metod 3D
měření a hodnocení (UČEBNÍ TEXT)
Autor: doc. Ing. Karel Gryc, Ph.D., doc. Ing. Ladislav Socha, Ph.D., Ing. Martin Dědič,
Adnan Mohamed, Nikola Bartošová
Vydání: první, 2020
Počet stran: 104
Náklad: v elektronické podobě
Jazyková korektura: nebyla provedena
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591,
ve výzvě č. 02_16_031 Celoživotní vzdělávání na vysokých školách v prioritní ose 2 OP,
Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání.
Realizace projektu je spolufinancována z prostředků ESF a státního rozpočtu ČR.
PODĚKOVÁNÍ
Autoři by chtěli touto cestou poděkovat za poskytnutí podkladů a technickou podporu při
zpracování tohoto učebního textu společnostem PolyWorks Europa CZ s.r.o., Křižovnická 86/6,
Praha-Staré Město a NEXNET, a.s., Březinova 1080, Kroměříž.
© doc. Ing. Karel Gryc, Ph.D., doc. Ing. Ladislav Socha, Ph.D., Ing. Martin Dědič, Adnan Mohamed,
Nikola Bartošová
© Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
OBSAH
ÚVOD 1
1 3D skenery a skenovací systémy ................................................................................................. 2
1.1 Optické skenery....................................................................................................................... 3
1.2 Kontrolní otázky ...................................................................................................................... 6
2 3D optický skener a proces skenování ........................................................................................ 7
2.1 3D optický skener Artec Eva Lite............................................................................................. 7
2.2 Prostředí Artec Studio 12 ...................................................................................................... 10
2.3 Proces skenování................................................................................................................... 11
2.4 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 13
3 Zpracování dat z optického 3D skeneru v Artec Studiu............................................................. 14
3.1 Editace dat Artec Studio........................................................................................................ 14
3.2 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 17
4 Zpracování dat z optického 3D skeneru v Meshmixeru ............................................................ 18
4.1 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 24
5 Základní seznámení s 3D měřicím přístrojem THOME Präzision RAPID-Plus CNC a softwarem
POLYWORKS .......................................................................................................................................... 25
5.1 Úvod ...................................................................................................................................... 25
5.1.1 Konstrukce CMM........................................................................................................... 25
5.1.2 Snímací dotek ................................................................................................................ 26
5.1.3 Princip souřadnicového měření .................................................................................... 26
5.1.4 Kalibrace měřicího systému .......................................................................................... 27
5.2 ČSN EN ISO 1101 : Geometrické specifikace výrobků (GPS) -Geometrické tolerování Tolerance
tvaru, orientace, umístění a házení.................................................................................. 27
5.2.1 Označování struktury povrchu ...................................................................................... 29
5.3 Správce souborů a navigace přes PolyWorks rozhraní ......................................................... 29
5.3.1 Workspace manager...................................................................................................... 30
5.3.2 Správce licencí PolyWorks............................................................................................. 31
5.3.3 Nastavit možnosti projektu ........................................................................................... 31
5.3.4 Vytvořit a uložit Pracovní plochu................................................................................... 31
5.3.5 Uložení komprimované kopie pracovního prostoru ..................................................... 31
5.3.6 Navigace v rozhraní PolyWorks|Inspektor.................................................................... 32
5.4 Grafické uživatelské rozhraní ................................................................................................ 32
5.4.1 Pohyb objektů ve 3D zobrazení..................................................................................... 33
5.5 Vytvoření a Upravení konfigurace stroje............................................................................... 34
5.5.1 Konfigurace CNC CMM.................................................................................................. 34
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
5.6 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 42
6 Definice a měření prvků na CAD datech, vyrovnání na CAD model, tvorba souřadných systémů
43
6.1 Měření rozměrů součásti pomocí prvků............................................................................. 43
6.1.1 Součásti ......................................................................................................................... 43
6.1.2 Druhy............................................................................................................................. 43
6.1.3 Způsob vytváření.......................................................................................................... 43
6.1.4 Měření povrchových odchylek na konkrétních místech ............................................... 44
6.1.5 Srovnávací hranový bod .............................................................................................. 45
6.1.6 Analýza součásti podél roviny řezu............................................................................. 46
6.2 Zarovnání naměřené části na CAD model............................................................................. 48
6.2.1 Zarovnání pomocí předběžného zarovnání CMM......................................................... 48
6.2.2 Srovnání pomocí snímání povrchových bodů ............................................................... 49
6.3 Srovnání měřené součásti k referenčnímu objektu .......................................................... 50
6.3.1 Srovnání pomocí povrchů objektu ................................................................................ 50
6.3.2 Srovnání pomocí kolmých rovin.................................................................................... 51
6.3.3 Srovnání pomocí roviny, osy a středového bodu.......................................................... 52
6.3.4 Best-fit ........................................................................................................................... 53
6.3.5 Srovnání pomocí datového referenčního rámce........................................................... 54
6.3.6 Vytvoření souřadnicového systému.............................................................................. 55
6.4 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 55
7 Vyhodnocení naměřených hodnot, GD&T, finalizace programu, protokol............................... 56
7.1 Nastavení rozměrových a GD&T kontrolních prvků a tolerancí............................................ 56
7.1.1 Druhy kontrol ................................................................................................................ 56
7.1.2 Klíčové informace.......................................................................................................... 56
7.2 Revize, report, a sdílení výsledků měření.............................................................................. 58
7.2.1 Zobrazení výsledků měření pomocí kontrolního zobrazení .......................................... 59
7.2.2 Vytvoření snímků a reportovacích tabulek ................................................................... 60
7.2.3 Report o výsledcích měření pomocí formátovaných reportů ....................................... 61
7.3 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 61
8 Prezentace týmových projektů k 3D měřicímu přístroji THOME Präzision RAPID-Plus CNC,
konzultace, rekapitulace ....................................................................................................................... 62
9 Základní seznámení s mobilním měřicím systémem ROMER Absolute Arm ............................ 63
9.1 3D skenery............................................................................................................................. 63
9.2 Rozdělení 3D skenerů............................................................................................................ 63
9.3 Importování CAD modelu...................................................................................................... 65
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
9.4 Měření rozměrů součástí pomocí prvků ............................................................................... 66
9.4.2 Měření povrchových odchylek v konkrétních lokalitách............................................... 67
9.4.3 Analýza součásti podél roviny příčného řezu................................................................ 68
9.4.4 Měření rozměrů pomocí posuvného měřítka ............................................................... 70
9.4.5 Vytvoření souřadnicového systému.............................................................................. 72
9.5 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 72
10 Skenování laserovým skenerem, základní práce s programem, GD&T a hodnocení naměřených
hodnot73
10.1 Skenování polygonálního modelu pomocí metrik kvality ..................................................... 73
10.1.1 Snímání plochy .............................................................................................................. 73
10.1.2 Rovina ořezu.................................................................................................................. 74
10.1.3 Profily skenování ........................................................................................................... 75
10.1.4 Import skenu ................................................................................................................ 75
10.1.5 Měření odchylky pomocí barevných datových map .................................................... 76
10.1.6 Extrakce požadovaných údajů z nasnímaných dat....................................................... 77
10.1.7 Použití navigace při skenování ..................................................................................... 78
10.2 Revize, report, a sdílení výsledků měření.............................................................................. 80
10.2.1 Revize výsledků měření................................................................................................. 80
10.2.2 Revize výsledků měření pomocí kontrolního zobrazení................................................ 81
10.2.3 Vytvoření snímků a tabulek.......................................................................................... 82
10.2.4 Report o výsledcích měření pomocí formátovaných reportů ...................................... 83
10.3 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 84
11 Aplikace pokročilých postupů při práci s mobilním skenerem ROMER .................................... 85
11.1 Získávání dat z více poloh zařízení......................................................................................... 85
11.1.1 Srovnání pozice zařízení pomocí cíle............................................................................. 85
11.1.2 Propojení pozic zařízení pomocí informací o povrchu .................................................. 86
11.1.3 Získávání dat.................................................................................................................. 86
11.1.4 Srovnání různých datových objektů k sobě................................................................... 86
11.1.5 Globální optimalizace srovnání ..................................................................................... 87
11.1.6 Sjednocení polygonálních modelů ................................................................................ 87
11.2 Srovnání měřené součásti k referenčnímu objektu .............................................................. 87
11.2.1 Srovnání pomocí povrchů objektu ................................................................................ 87
11.2.2 Srovnání pomocí sondování povrchových bodů........................................................... 89
11.2.3 Srovnání pomocí kolmých rovin (Srovnání na tři roviny) .............................................. 90
11.2.4 Srovnání pomocí roviny, osy, a středového bodu......................................................... 91
11.2.5 Best-fit .......................................................................................................................... 92
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.2.6 Srovnání pomocí referenčních hodnot......................................................................... 93
11.2.7 Srovnání pomocí datového referenčního rámce.......................................................... 95
11.3 Kontrolní otázky .................................................................................................................... 96
12 Základní seznámení se software SpaceClaim............................................................................ 97
12.1 Základní nástroje pro práci ve SpaceClaim............................................................................ 97
12.2 Kontrolní otázky .................................................................................................................. 102
13 Prezentace týmových projektů k měření systémem ROMER, konzultace, rekapitulace ........ 103
POUŽITÁ LITERATURA.......................................................................................................................... 104
Stránka 1 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
ÚVOD
V současné době dochází k prudkému rozvoji implementace digitalizace a virtualizace v oblasti
vývojových, konstrukčních a kontrolních nástrojů využívaných v celé šíři na sofistikovanější formu se
rozvíjející modernizující se průmyslovou výrobu a s ní související nezbytné technicko-technologické
služby. V důsledku této skutečnosti dochází i k logické změně požadavků nejen v hospodářském
odvětví strojírenství a stavebního průmyslu na pracovní pozice.
Tyto změny se v následujících letech budou prohlubovat s ohledem na postupné zavádění Průmyslu
4.0 respektive Společnosti 4.0. Změny budou probíhat zejména ve snižování počtu míst v oblasti
rutinních procesů, a naopak navyšování počtu požadovaných více sofistikovaných pozic se zaměřením
na obsluhu pokročilých strojů, zařízení a software určených pro vývoj a konstrukci nových výrobků,
reverzní inženýrství jednodušších i složitých částí zařízení i komplexních konstrukčních celků. Stále
většího významu nabývá rovněž potřeba stále důkladnější rozměrové kontroly ve všech oblastech
odběratelsko-dodavatelských vztahů, které souvisí s jádrem transformace na Společnost 4.0.
Kurz má za cíl reagovat na vývoj této společenské situace a připravit tak absolventy, kteří rozumí
principům:
• základů 3D měření pomocí souřadnicových dotykových přístrojů a 3D skenerů založených na
principu fotogrammetrie a laserového snímání povrchu měřeného objektu,
• manipulace a ovládání moderních 3D měřicích dotykových, optických a laserových nástrojů,
• základů práce s importem a exportem virtuálních objektů a CAD dat,
• základů práce s profesionálním softwarem pro rozměrovou analýzu a digitalizaci objektů,
• základů práce s profesionálním softwarem pro transformaci virtuálních objektů na plno
hodnotná CAD data,
• základů zpracování digitalizovaných dat pro reverzní inženýrství s využitím profesionálního
software.
Absolventi kurzu umí:
• na základě konkrétního zadání navrhnout a zvolit vhodný typ přístroje pro 3D měření daného
objektu,
• připravit měřený objekt, souřadnicový 3D měřicí přístroj a 3D skenery pro práci,
• ovládat souřadnicový 3D měřicí přístroj a 3D skenery při vlastním měření,
• v základním rozsahu využívat profesionální řídicí a vyhodnocovací software,
• komparovat naskenovaný model s podkladovým modelem a vyhodnotit odchylky,
• převést původní 3D model objektu na plnohodnotný 3D CAD datový objekt,
• v základu pracovat s CAD modely v 2D a 3D pro přípravu na další aplikace, např. reverzní
inženýrství nebo 3D tisk.
Nezbývá než popřát studentům, aby si osvojili uvedené dovednosti v míře, která přispěje ke zvýšení
rozsahu jejich znalostí, rozšíří obzory a schopnosti vnímání technických souvislostí a v neposlední řadě
umožní lépe se uplatnit na stále náročnějším trhu práce.
Stránka 2 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
1 3D skenery a skenovací systémy
3D skenery lze definovat jako zařízení, která jsou schopná po zadání parametrů skenování automaticky
určit prostorové souřadnice bodů objektu. 3D skener je součástí tzv. skenovacího systému, který se
dále skládá z řídicí jednotky, programu pro řízení skenování, programu pro zpracování již měřením
získaných dat a dalšího příslušenství, jako je například externí baterie, kabely či stativ.
V podstatě je tedy 3D skener zařízení schopné zachytit tvar, texturu a případně barvu daného fyzického
předmětu. Obvykle jsou snímány body na povrchu objektu, pomocí kterých je objekt v počítačovém
programu zobrazen jako shluk bodů – můžeme jej označit jako mračno bodů. Toto mračno lze převést
na tzv. geometrický, trojrozměrný model pomocí polygonů (většinou se jedná o polygonální síť
tvořenou trojúhelníky). Mračno bodů i polygonální síť lze vidět na obrázku č. 1.
Obrázek 1: Mračno bodů a polygonální síť tvořená trojúhelníky
Zdroj: https://www.ems-usa.com/tech-papers/3D%20Scanning%20Technologies%20.pdf
Získaná data lze sloučit do kompletního modelu automaticky již během samotného skenování nebo až
v dalším kroku při jejich dalším zpracování. Během následné editace jsou taktéž provedeny úpravy jako
například vyčištění dat od nežádoucích bodů z mračna bodů, vyplnění děr, oprava chyb, vyhlazení
povrchu apod.
V dnešní době se na trhu nachází velké množství zařízení, která umožňují převod trojrozměrných
objektů do digitální podoby. Ovšem při jejich výběru je nutné zohlednit některá kritéria, protože každý
skener je více či méně vhodný k danému účelu. Mezi posuzovaná hlediska patří například následující:
rozměry objektu, požadovaná přesnost, materiál a textura objektu, okolní podmínky, požadovaný
výstup dat.
Obtížně lze skenovat následující:
• Opticky obtížné materiály (průhledné a lesklé) – vyřešit lze speciálním matujícím sprejem
(např. křídovým) nebo polepením speciální páskou.
• Předměty, které jsou umístěny velmi blízko sebe nebo se překrývají.
• Jemné tenké prvky, jako jsou například chlupy, vlasy či peří.
• Hluboké a obtížně přístupné díry – vnitřní povrch lze domodelovat v počítači.
Stránka 3 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
• Pohybující se objekty – ty je možné skenovat pouze ve skenovacím studiu s mnoha pevně
umístěnými senzory, které sejmou daný objekt synchronizovaně v jeden okamžik.
• Problémy mohou způsobovat nechtěně se pohybující objekty v okolí: vegetace, lidé, auta…
1.1 Optické skenery
Princip
Jedná se o zařízení, které využívá k měření trojrozměrného objektu promítaný strukturovaný světelný
vzor (structured light) – příklady vzorů jsou uvedeny na obrázku č. 2. Promítání úzkého paprsku světla
na trojrozměrný povrch vytváří světelný pruh, který se oproti projekci jeví jako zkreslený vlivem
zakřivení povrchu a může být použit pro přesnou geometrickou rekonstrukci tvaru povrchu.
Obrázek 2: Používané vzory strukturovaného světla
Zdroj: Salvi, Pagès, Batlle (2004)
Stránka 4 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
V počítači je porovnán snímaný vzor se vzorem promítaným. S využitím vhodného algoritmu jsou tyto
informace převedeny na prostorové mračno bodů, ze kterého lze dalšími úpravami vytvořit finální 3D
model.
Metodou strukturovaného světla lze měřit tvar objektu v jednom okamžiku pouze z jedné perspektivy.
Celkový 3D model je tedy kombinací různých měření provedených z různých úhlů. Vytvoření finálního
modelu lze dosáhnout připevněním tzv. značkovacích (vlícovacích) bodů na objekt a následnou
kombinací jednotlivých měření pomocí spojení těchto bodů. Umístění značkovacích bodů a světelný
vzor skládající se ze světelných pruhů je patrný z obrázku č. 3.
Obrázek 3: Objekt se značkovacími body a promítaným světelným vzorem
Zdroj: Samadi (2013)
Skener se skládá ze tří částí (jednotek):
• projekční jednotka – videoprojektor, který promítá na objekt světelný vzor (nejčastěji se jedná
o světelné pruhy)
• vizuální jednotka – alespoň jedna kamera, která slouží ke snímání zdeformovaného světelného
vzoru, který je promítán na skenovaný objekt – příklad skeneru se dvěma kamerami je na
obrázcích č. 4 a 5
• jednotka pro zpracování a analýzu – slouží ke zpracování a analýze snímaných dat
Stránka 5 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 4: Stacionární světelný skener s dvěma kamerami
Zdroj: https://www.polyga.com/3d-scanning-101/
Obrázek 5: Světelný skener se dvěma kamerami – princip získávání dat
Zdroj: https://www.polyga.com/3d-scanning-101/
Stránka 6 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Výhody a nevýhody
Výhodou tohoto typu skeneru je bezesporu to, že je kompaktní, jelikož se skládá pouze ze tří částí
(jednotek). Obvykle se tedy jedná o malá zařízení, která jsou používána jako ruční. Dále lze mezi výhody
uvést například bezkontaktnost, vysoké rozlišení a rychlost. Tato zařízení jsou navíc i cenově dostupná.
Optické skenery proto nalézají využití v mnoha odvětvích: uchování uměleckých děl, zábavní průmysl,
medicína či strojírenství.
Oproti laserovým skenerům lze hovořit i o výhodě z hlediska bezpečnosti při pohledu do světla očima.
Tím pádem je možné naskenovat i člověka s otevřenýma očima nebo zvíře.
Mezi nevýhody patří omezení v rámci velikosti skenovaných objektů. Vhodné jsou objekty zhruba o
velikosti od jednoho centimetru do tří metrů. Omezení se týká i materiálu – viz následující kapitola.
Další nevýhodou je nutnost pořízení specializovaného softwaru určeného ke zpracování dat, což pro
uživatele znamená další výdaje.
Požadavky a omezení
Při skenování je nutné, aby byl objekt zajištěn proti pohybu a zároveň byl dostupný ze všech stran.
Toho je možné dosáhnout například zavěšením a zajištěním lany proti rotaci. Zachytit lze i hýbající se
tělesa – například lidská postava, u které dochází k mírnému pohybu vlivem dýchání. V tomto případě
ale dochází ke snížení kvality digitalizovaného modelu a ke vzniku nepřesností. Při skenování postavy
ovšem není obvykle požadována taková přesnost, takže je optický skener pro tento účel dostačující.
Pro skenování jsou nevhodné objekty tvořené z průhledného či lesklého materiálu. Paprsky světla
emitované projektorem se na těchto površích mohou odrazit pod úhlem nevhodným pro zachycující
zařízení nebo dokonce projít skrze povrch. Základní podmínkou této techniky je, aby objekt měl
dostatečnou difúzní odrazivost, jinak dochází k výraznému ovlivnění a zkreslení naměřených dat, z toho
vyplývá, že pozice naměřených bodů se liší od souřadnic skutečných bodů. Tento problém lze vyřešit
alespoň částečně nanesením například křídového matujícího spreje.
Pokud je to možné, je nejvhodnější skenovat objekt v neosvětlené místnosti. Naopak zcela nevhodným
je umístění na přímém slunečním světle, které brání ve správném odrazu světla strukturovaného –
v takových místech dochází k chybám v měření či vzniku děr. V případě nemožnosti přesunu objektu
do interiéru a nutnosti práce v takovýchto podmínkách je nejlepším řešením objekt po dobu skenování
zastínit. Problémem je i vlhký povrch například po dešti.
1.2 Kontrolní otázky
1. Co chápete pod pojmem 3D skener?
2. Definujte pojem strukturovaný paprsek světla.
3. Popište, co rozumíte pod pojmem vlícovací bod a k čemu slouží.
4. Jaké povrchy jde obtížně skenovat?
5. Z jakých jednotek se skládá skener?
Stránka 7 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
2 3D optický skener a proces skenování
2.1 3D optický skener Artec Eva Lite
Na katedře stavebnictví máme k dispozici ruční optický 3D skener Artec Eva Lite od společnosti Artec
3D se sídlem v Lucemburku, která zde působí od roku 2007. Jak již název Artec Eva Lite napovídá, jedná
se o levnější a méně náročnou verzi klasického skeneru Artec Eva. Rozdíl spočívá v tom, že plná verze
skeneru je schopna snímat i texturu vybraného objektu a jeho barvu, zatímco zjednodušená verze Lite
se orientuje pouze podle jeho tvaru. Tím pádem je nutné, aby byl skenovaný objekt tvarově co
nejrůznorodější – vhodná je například lidská postava nebo její část. Existuje však i možnost skener
kdykoliv rozšířit na plnou verzi v případě potřeby. Výhodou je bezesporu fakt, že použitá verze Lite
shromažďuje významně menší objem dat než verze plná, takže je méně náročná, co se týče výkonu
počítače a spotřeby elektřiny.
Artec Eva Lite umožňuje zachytit a současně zpracovávat až dva miliony bodů za sekundu s přesností
až 0,1 mm. Pracovní vzdálenost skeneru od objektu činí zhruba 0,4 – 1 m. S hmotností pouze 0,85 kg a
rozměry 262 x 158 x 64 mm se jedná o kompaktní zařízení, se kterým lze velmi snadno manipulovat.
Další technické parametry jsou uvedeny na obrázku č. 6.
Obrázek 6: Technické parametry skeneru Artec Eva Lite
Zdroj: http://www.skenovanive3d.cz/3d-skenery/artec-eva-lite/
Stránka 8 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Z příslušenství je potřeba použít USB kabel sloužící k připojení k počítači a umožňující přenos dat přímo
do softwaru Artec Studio 12 Professional. Vzhledem k tomu, že práci je možné provádět i v terénu, kde
není možné připojení do sítě, je k dispozici i externí baterie určená přímo pro ruční skenery Artec o
kapacitě 16 000 mAh a výdrží až 6 hodin. V opačném případě lze místo baterie použít napájecí kabel.
Skener s notebookem jsou na obrázku č. 7.
Obrázek 7: Vybavení pro skenování
Zdroj: vlastní
Artec Eva Lite využívá technologie strukturovaného světla. Na přístroji se nachází 12 světelných zdrojů,
které během skenování vytváří záblesky světla. Jsou umístěny kolem prostřední ze tří kamer, kterými
je skener vybaven a které slouží ke snímání deformovaného světelného vzoru. Skener je zachycen na
obrázcích 8 a 9. Komplexní světelný vzor promítnutý na zeď můžeme vidět na obrázku č. 10.
Obrázek 8: Skener Artec Eva Lite Obrázek 9: Pohled na kamery a světelné zdroje
Zdroj: vlastní Zdroj: vlastní
Stránka 9 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 10: Světelný vzor skeneru Artec Eva Lite
Zdroj: vlastní
Stránka 10 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
2.2 Prostředí Artec Studio 12
Jak již bylo zmíněno v minulé kapitole, stěžejním bodem ve fázi skenování je software Artec Studio.
Hned na začátek praktická rada. Ještě před spuštěním programu se ujistěte, zda je skener zapojen do
sítě, zástrčka ve skeneru je zašroubována a ověřte připojení USB kabelu vedoucího od skeneru. Hned
při spuštění programu totiž probíhá běžná (poměrně rychlá) asi 5 sekundová kalibrace skeneru a
inicializace skeneru do prostředí. Pokud byste připojili skener až po spuštění Artec Studia, může se stát,
že software skener neidentifikuje (nenačte do prostředí). Nyní máme připojen skener a software je již
úspěšně spuštěný. Po spuštění se nám na monitoru objeví hlavní nabídka.
Obrázek 11: Hlavní nabídka při spuštění
Zdroj: vlastní
V této fázi založíme nový projekt kliknutím na tlačítko „New project“, následně se objeví dialogové
okno s požadavkem na název nového souboru (pole Name) a cílovou cestu, kde bude náš projekt
uložen (pole Location), zvolíme a potvrdíme tlačítkem „Create“.
Stránka 11 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 12: Dialogové okno pro vytvoření projektu
Zdroj: vlastní
Aktuálně se nacházíme v základním prostředí Artec Studia. Vlevo je umístěna hlavní lišta, která
obsahuje funkce Scan – Publish. Ve spodní části se nachází logovací okno, kde lze vidět seznam úkonů,
které Artec provádí (obdobně jako např. u Autocadu). V pravé části je pak umístěn „Workspace“ –
pracovní prostor, kde v budoucnu nalezneme jednotlivé skeny s podrobnými informacemi.
Obrázek 13: Prostředí softwaru Artec Studio12
Zdroj: vlastní
2.3 Proces skenování
Skener máme připojen, vytvořili jsme nový projekt, můžeme tedy začít skenovat. V levé nabídce Artec
Studia klikneme na políčko Scan, otevře se nabídka pro skenování. Nyní už můžeme program ovládat
skenerem. Ten na své rukojeti disponuje dvěma tlačítky. Horní spouští proces skenování, a zároveň
toto tlačítko využijeme pro přerušení skenování. Skener následně zastaví snímání bodů. Spodní tlačítko
skenování ukončí a uzavře nabídku „Scan“. Při samotném skenování platí několik pravidel. Vedle levé
lišty Scan – Publish se v sekci Scan objeví ukazatel vzdálenosti (400-1000). Tento sloupec je mezi
hodnotami 520 – 880 podbarven zelenou barvou a indikuje správnou vzdálenost skeneru od
skenovaného předmětu. V průběhu skenování se nám objevuje náhled již naskenované sítě. Šedou
barvou jsou podbarveny již naskenované plochy, zeleně pak body, které skener právě skenuje a
přenáší. /obr. 14/ Po dokončení jednotlivých skenů se náhled zobrazuje světle modře.
Stránka 12 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 14: Plocha skenování a indikátor vzdálenosti
Zdroj: vlastní
Obecně platí pár zásad pro správné skenování:
a) vždy udržujte správnou vzdálenost skeneru od skenovaného předmětu
b) pokud lze předmět naskenovat pouze na jeden sken, pokuste se o to
c) jedná-li se o předmět větší velikosti, či členitějšího tvaru, rozdělte ho pomyslně na několik
častí. Jednotlivé skeny se musí navzájem částečně překrývat, aby obsahovaly společné plochy.
Pomocí těchto společných ploch (bodů) lze objekt lépe automaticky spojit.
d) při ztracení dráhy (hláška „Tracking lost“) proveďte jednotlivý sken znovu /obr. 15/ . Takový sken je
často pro pozdější použití nekvalitní / nevhodný, a to z důvodu zdvojování.
e) mějte kolem sebe dostatečný prostor na skenování. Kolem předmětu se budete opakovaně
pohybovat
Stránka 13 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 15: Ztracená dráha „Tracking lost“
Zdroj: Vlastní
2.4 Kontrolní otázky
1. Co znamená slovíčko „Lite“ v názvu skeneru?
2. Jakou přesnost garantuje skener Artec Eva Lite?
3. Je možné se skenerem Artec Eva Lite skenovat v terénu bez připojení k el. proudu?
4. Je možné během skenování ovládat software skenerem?
5. Vyjmenujte alespoň 3 zásady pro správné skenování.
Stránka 14 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
3 Zpracování dat z optického 3D skeneru v Artec Studiu
3.1 Editace dat Artec Studio
V další kapitole se budeme věnovat úpravě jednotlivých skenů. Ještě před úpravou doporučujeme nyní
data uložit a celou složku zálohovat. Proč? Průběžnou úpravou se občas stává, že výsledek spojování
není to, co jsme si představovali. Občas je lepší začít znovu, a tak se nám záloha surových dat hodí pro
opětovné použití. Na katedře stavebnictví se nám osvědčil způsob úpravy, který nyní budu popisovat.
Nelze říci, že je jediný správný, ale pro zpracovávání dat ze 3D skeneru je nejjednodušší a relativně
snadno zapamatovatelný. Na surových datech jednotlivých skenů lze spatřit nežádoucí šum. Ukážeme
si, jak se ho dá v pár krocích poměrně jednoduše zbavit.
Obrázek 16: Nabídka karty Tools, Zdroj: Vlastní
Pojďme tedy začít s úpravou a spojováním. V pravé liště
„Workspace“ máme několik skenů, které jsme pořídili.
Hned v prvním sloupci je ikonka „Oka“, ta ovládá viditelnost
jednotlivých skenů. Rada – pokud provádíte jakékoliv
úpravy skenů (mazání, vyhlazování), vždy upravujte jen
jeden sken, nikoliv vícero najednou. Důvodem je velká zátěž
RAM paměti, a tak krok, který bychom dělali jednotlivě na
dvou skenech asi 2 minuty, nyní vcelku bude trvat třeba 5
minut. Zpět ale k úpravám. Označíme si první sken a
překlikneme na levé paletě na možnost „Tools“. Zde v první
sekci zvolíme globální registraci „Global registration“ a po
vyběhnutí dialogového okna potvrdíme možností „ano“.
Hned následující krok provedeme kliknutím na „Smooth
Fusion“, který nám sken vyhladí a zbaví nás šumu. Jak jste
si mohli všimnout, po operaci Smooth Fusion se nám
vytvořil na pravé paletě Workspace nový sken. Tento
postup budeme opakovat pro každý z jednotlivých skenů.
Nezapomeňte vždy označit jen jeden sken a s tím úpravu
provádět. U každého skenu nakonec doporučujeme provést
ještě akci „Small-object filter“. Ta odstraní přebytečné malé
částice, které by v budoucnu mohly dělat neplechu při
skenování, a jsou pro nás zbytečné. Na obrázku č. 16 vidíte,
že je tato funkce blokována. Podmínkou je totiž provedení
jednoho z typu funkcí „fusion“. V tuto chvíli jsme prakticky
ve třetině úprav – tzn. máme hotovou globální registraci
všech skenů, které na sebe ale vůbec nesedí – nejsou
připojené k sobě. Právě pro tuto akci použijeme paletu levého panelu „Align“. Opět se nám objeví
nabídka, podobně jako u palety Tools. Nejprve ale opět trocha teorie. Připojení více skenů je možné,
ale nedoporučuji dělat. Platí stejný princip - spojujte postupně. Pojďme si tedy říct jak na to. Na paletě
„Align“ budeme používat jen tlačítko „auto-alignment“. Jak si můžete všimnout, před jednotlivými
vybranými skeny jsou barevná kolečka fialové, či světle zelené barvy. Fialové kolečko značí vybraný
sken, ke kterému hodláme další skeny připojovat. Naopak světle zelený značí sken, který bude
připojován.
Stránka 15 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Jak je označit?
Obrázek 17: Nabídka karty Align, Zdroj: vlastní
fialová = „mark as registred“
světle zelená = „mark as unregistred“
Po provedení tohoto výběru zůstaňte kurzorem na
připojovaném (světle zeleném skenu) a klikněte
tlačítko „Auto-alignment“. Pokud se vám skeny
nesloučí na pozici, kterou jste potřebovali,
znamená to, že software nemá dostatečnou
shodnou plochu a nedokáže je spojit. Vždy
začínejte skenem, který je nejpodrobnější.
Vysvětleme na příkladu. Budete skenovat lidskou
hlavu. První sken bude nejpodrobnější a bude
obsahovat levou část tváře, nos, levé ucho a kus
krku. K tomuto skenu napojujte vždy takový sken,
který má něco společného. Část ucha, či zmíněnou
tvář. Pokud budete chtít připojit k tomuto
zmíněnému skenu pravou část, která bude
obsahovat pravou tvář, pravé ucho, ale nebude
obsahovat např. společný nos, či jinou shodnou
plochu, které by se mohl software chytit, s největší
pravděpodobností vám tyto dvě části nedokáže
spojit.
Akci dokončíme tlačítkem „Apply“ ve spodní části.
Máme tedy spojené první dva skeny. Spojujeme
dál. Tyto skeny necháme vybrané /zobrazené/ a
zobrazíme k nim další jeden. Postupujeme tak, že
fialově vybereme dva předchozí skeny – označit,
pravé tlačítko, „mark as registred“ a jako světle
zelený necháme opět sken, který chceme připojit. Opět „auto-alignment“ a pokud se skeny připojí
správně, potvrdíme tlačítkem „Apply“. Tímto postupem pokračujeme, dokud nedojde k připojení všech
skenů, které požadujeme. Ve výjimečných případech se dostanete do situace, kdy jste si jisti, že
překryvná plocha je dostatečná, ale ke spojení nedojde a software oznámí chybovou hlášku, že nelze
spojit. V takových případech, pokud tento sken opravdu potřebujete a není jiná možnost, lze použít
manuální párování principem, kdy definujete společně body. V kartě „Align“ je vpravo nahoře
umístěno tlačítko „New pair“. Takto lze nadefinovat několik (doporučuji alespoň 3) společných bodů a
manuálně skeny spojit.
Máme úspěšně napojené skeny na sebe. Dostáváme se do poslední třetiny. Ne v každém skenu se
povedlo naskenovat vše, někdy osoba nebo předmět, který jsme skenovali, změnil pozici, a tak celek
vypadá trošku jinak, než je naše představa. Přichází poslední krok – probrat jednotlivé skeny, popřípadě
částečně promazat a sloučit do jednoho skenu.
Stránka 16 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 18: Vzhled karet Editor a Eraser, Zdroj: vlastní
Zde si představíme pár funkcí na kartě
„Editor“. Právě zde najdeme dvě důležité
funkce – „Smoothing brush“ a „Eraser“. První
zmiňovaná funkce se využívá k vyhlazení
povrchu skenu. Eraser potom funguje jako
guma, obdobně jako např. v programu
Malování. Začneme funkcí „Eraser“. Potřebuji
smazat část jednoho skenu, Vyberu funkci
„Eraser“, vyberu si jednu z možností výběru.
V horní části okna máme pak návod jak
s funkcí pracovat.
K označení oblasti k vymazání podržíme Ctrl +
vybíráme levým tlačítkem myši, pokud jsme
označili něco špatně, můžeme použitím Ctrl +
Alt + LTM vybrat odznačení. Jsme-li nyní
s výběrem spokojeni, potvrdíme výmaz
tlačítkem „Erase“. Velikost výběru lze
regulovat kombinací Ctrl + kolečko myši.
Existuje několik módů mazání. Pro drobné
úpravy doporučujeme výběr 3D. Výběr 2D má
jednu velkou nevýhodu, kterou si vysvětlíme
opět na skenu lidské hlavy. Pokud budu
pohledem koukat přímo do očí a označím ve
2D nos, tento výběr se propíše i na zadní část
hlavy. Po stisknutí „Erase“ pak zjistíte, že máte
nejen vymazaný nos, ale i část vzadu na hlavě.
Proto doporučujeme vybírat 3D výběrem.
Další častá možnost je výběr obdélníkem
„Rectangular selection“. Ta se nejčastěji používá při tvorbě rovných povrchů pro další výplň. Pozor,
opět jde o typ 2D výběru.
Máme všechny přebytečné a nežádoucí šumy smazány, chýlíme se ke konci. Zbývá už jen spojit všechny
dílčí skeny do jednotlivé plochy. To provedeme naprosto jednoduše. V prostředí „Workspace“ vpravo
zaklikneme viditelnost jednotlivých skenů – první sloupec /oko/, přejdeme do prostředí „Tools“ a
jednou z funkcí typu fusion spojíme skeny do jednoho celkového. Doporučuji Smooth fusion, spojí
včetně lehkého vyhlazení hran.
Máme jeden jednotný sken dotažen skoro k dokonalosti, jen má občasné nedostatky v podobě
povrchových nerovností. K tomuto účelu se hodí již zmiňovaný „Smooth brush“. Funguje jako vyhlazení
povrchu a mírně ho deformuje. Sílu vyhlazení /1-10/ nalezneme na posuvné liště, velikost výběru se
pak ovládá stejně jako u funkce Eraser.
Posledním z důležitých nástrojů levé palety je „Fix holes“. Slouží k vyplnění děr a tvorbě celistvosti
modelu. Po kliknutí na nástroj následuje chvilková 5-10 vteřinová inicializace děr, které se pak zobrazí
v tabulce, včetně jejich velikosti. Vybírat díry k vyplnění lze buďto z tabulky, nebo přímo kliknutím ve
skenu. Tlačítkem „Fill holes“ díry vyplníte hmotou a tlačítkem „Apply“ pak výplň potvrdíte.
Aktuálně bychom měli mít hotový celistvý model předmětu, který jsme skenovali, včetně vyplnění děr.
Tyto díry jsou většinou velmi nevzhledné a je patrné, že se někde stala chyba. Tyto chyby lze
domodelovat a model upravit v jiných softwarech, které zvládají pokročilejší úpravy 3D modelů, jako
je např. software Meshmixer. K tomu se dostaneme v další kapitole.
Stránka 17 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Poslední zastávkou v programu Artec Studio bude export. Artec své projekty ukládá ve formátu *.sproj.
Jiné programy tento formát pravděpodobně nepřečtou, a proto je nutný export do standardních
formátů 3D objektů jako je např. *.stl, nebo *.ply. Pro export označíme hotový sken (necháme ho
viditelný), následně v hlavní nabídce v horní části zvolíme „File“, dále „Export meshes“ /lze též použít
klávesovou zkratku Ctrl + Shift + E/ a v dialogovém okně vybereme požadovaný formát exportovaného
souboru.
Z Artec Studia nemáme vždy zaručený výsledek. V některých případech je nutné model domodelovat.
Tento úkon není v Artec Studiu možný. K účelu domodelování využíváme volně přístupný software od
Autodesku – Meshmixer. I pro tento program je nutné 3D model exportovat nejlépe do formátu *.stl.
3.2 Kontrolní otázky
1. Jakou funkci musíme vždy použít jako první?
2. Je možné spojit skeny automaticky či musíme vždy ručně?
3. K čemu slouží funkce filtru malých objektů?
4. K čemu slouží funkce „Fill holes“?
5. V jakém formátu ukládáme data pro možnost práce v dalším softwaru?
Stránka 18 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
4 Zpracování dat z optického 3D skeneru v Meshmixeru
V minulé kapitole je již zmiňováno, že k finálním modelacím není Artec Studio nejvhodnější software.
V Meshmixeru se nejedná o klasické vyhlazení, ale nyní mluvíme o složitějších úkonech jako například:
domodelování tvaru hlavy, uší, nosu, bot, podstavců a jiných dalších částí těla a potřebných
komponentů. V této kapitole vám představíme prostředí programu Meshmixer, popíšeme
nejpoužívanější nástroje a práci s nimi spojenou.
Po spuštění programu se nám zobrazí hlavní nabídka, viz obr. 19. V tuto chvíli je pro nás nejdůležitější
příkaz Import. V případě, že jsme již s modelem v tomto softwaru pracovali, využijeme pouze příkaz
Open.
Obrázek 19: Hlavní nabídka Meshmixer
Zdroj: Vlastní
Nyní v našem případě tedy volíme příkaz Import – rozbalí se nám okno s výběrem, kde si standardně
Stránka 19 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 20: Popis prostředí
Zdroj: vlastní
Základní popis prostředí:
1 – Importovaný model
2 – tabulka s přehledem objektů – ikonka oka zde funguje také pro přepínání viditelnosti, magnet do
tvaru podkovy slouží pro připojování různých těles.
3 – Rotační kostka – máme dvě možnosti, jak s modelem otáčet. Jednou z nich je právě tato kostka –
buďto klikneme na místo, které se nám zvýrazní, nebo uchopíme kostku a otáčíme jí. Další způsob je
klasicky myší – stiskneme pravé tlačítko myši a vzápětí otáčíme modelem.
4 – Edit – Tento příkaz nám rozbalí panel nástrojů, viz obr,20. Z tohoto panelu nejčastěji využíváme
nástroj: 4a – Transform – nástroj pro manipulaci objektu v prostoru. Slouží tedy pro otáčení a
posouvání označeného modelu. 4b – Plane Cut – nástroj pro ořez – využijeme v případě, že je potřeba
oříznout plochu do roviny.
5 – Sculpt – Pod tímto příkazem se nám rozbalí paletka nástrojů pro modelování.
6 – Analysis – příkaz s nástroji pro analyzování chyb, děr a možnosti následného vyplnění.
Když nyní víme základ, jak se orientovat v pracovním prostředí, můžeme přistoupit k prvním úpravám.
Je dobré mít model správně usazený na síti, a to proto, aby se nám s ním lépe manipulovalo. Mnohdy
se stává, že po importu je model otočený hlavou dolu, že pravá strana je na straně levé apod. Proto si
pomocí výše zmíněného nástroje 4a model nastavíme do požadované polohy. Manipulace je
jednoduchá, po zvolení nástroje se nám na modelu objeví šipky – pomocí šipek (zelená, modrá,
červená) můžeme modelem pohybovat v ose směru, pomocí oblouků pak model nakláníme do stran
(ručně či zadáním stupňů). Potvrdíme – Accept.
Stránka 20 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 21: Edit - Nástroj Transform (4a)
Zdroj: vlastní
Dále si můžeme říci, že chceme zmenšit podstavec – tedy oříznout. Z nabídky tedy znovu zvolíme příkaz
Edit (4) a následně Plane Cut (4b). Na modelu se nám objeví řezová rovina. Rovinu upravujeme opět
pomocí šipek a oblouků dle potřeby. Část určená k oříznutí se nám zprůhlední. Tento nástroj model
poříznutí rovnou uzavírá. Nevzniká nám tedy nikde díra. Příkaz potvrdíme tlačítkem Accept. Vše viz
obr. 22.
Obrázek 22: Edit - Nástroj - Plane Cut (4b)
Zdroj: vlastní
Stránka 21 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Pokračujeme dál příkazem Sculpt (5). K čemu slouží, jsme si již uvedli. Nyní si povíme, jaké nástroje pod
ním lze najít. Opět pouze to co pro naši práci využíváme nejvíce. Na následujícím obrázku jsou
rozbalené karty nástrojů, které se skrývají pod tímto sochařským příkazem. V nástrojích Brushes – 5a
– celá škála „špachtliček“ na odebírání či přidávání hmoty. Modrá část na ikonkách nástrojů znázorňuje
původní stav. Podle umístění šedé linky tedy poznáme, zda nám bude nástroj hmotu tvarovat směrem
dovnitř, nebo ven. V paletě nalezneme pár speciálních nástrojů: Move a Attract. Nástroj Move nám
deformuje model posouváním hmoty. Lze ho využít pro základ modelování. Co to znamená? Pokud
nám u modelu chybí např. část hlavy, nejprve si pomocí Move vytáhneme hrubý tvar. Až poté
modelujeme požadovaný tvar až po detail. (Držíme se stejného postupu jako u modelování z hlíny) Pro
modelování požadovaných tvarů použijeme klasické nástroje. Nejčastěji ShrinkSmooth, Inflate,
BubbleSmooth. Dalším speciálním nástrojem je již zmiňovaný Attract. O tom si povíme něco málo
později. Na paletě dále nalezneme záložku Falloff – 5b – zde si zvolíme tvar štětce, se kterým chceme
pracovat. Volíme dle momentální potřeby. V záložce Properties 5c – je pro uživatele připraveno
nastavení. V nastavení si volíme velikost štětce – plochy, pod kterou se bude model deformovat,
rychlost reakce apod. (požadavek symetrie aktuálně nevyužíváme – je spíše nežádoucí, např. na lidské
postavě není nic symetrického). Reakce jednotlivých nástrojů je lepší si vyzkoušet, avšak na
následujícím obrázku je připravený přehled všech rozbalených karet.
Nástroje, které zde nyní nejsou popsány, pro naši práci nejsou tak důležité. Jedná se například o
zjednodušování trojúhelníkové sítě na kartě Brushes. Secondary Brush nám říká, co jsme použili jako
poslední 3 nástroje po sobě jdoucí.
Obrázek 23: Sculpt nástroje pro modelování
Zdroj: vlastní
Nyní se vrátíme v krátkosti k nástroji Attract. Pro použití tohoto nástroje potřebujeme do pracovního
prostoru přidat ještě jeden objekt. Řekněme tedy, že chceme domodelovat spodní část podstavce. Přes
odkaz Meshmix (kulatá hlava) si vložíme do prostředí nějaký kvádr. Objekt do prostoru vložíme
jednoduše – uchopíme vybraný objekt levým tlačítkem myši a přetáhneme na pracovní plochu. Objekt
upravíme pomocí táhel. K šipkám a obloukům, které již známe, se přidává ještě kostička. Pomocí té
můžeme objekt upravit na požadovaný tvar a následně umístíme standartním způsobem (pomocí
šipek) na správné místo. Současně si lze všimnout, že přidáním nového objektu nám přibyla další
Stránka 22 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
kolonka v tabulce objektů. Objekt, který je označen v tabulce – je zároveň zvýrazněný světlem na
pracovní ploše. Proces je znázorněn na následujícím obrázku.
Obrázek 24: Meshmix - nabídka objektů
Zdroj: vlastní
Přistoupíme k samotnému nástroji. Pro práci s nástrojem Attract je nutné se orientovat v tabulce
objektů. Objekt, který k sobě přitahuje druhý, se rozliší pomocí ikon magnetu (vedle oka). V našem
případě je to tedy socha, ke které „přitáhneme“ podstavec. V tabulce objektů u modelu sochy klikneme
na ikonu magnetu. Socha nám zmodrá a částečně zprůhlední. Nyní označíme – klikneme v té samé
tabulce na objekt podstavce – podstavec se označí. Následně přes příkaz Edit vybereme nástroj (štětec)
Attract, a přejedeme po podstavci v místě, kde chceme, aby se potkal se sochou. Je nutné mít na
paměti, že to, co není v tuto chvíli modré – může být lehce zdeformované.
Obrázek 25: Sculpt - nástroj Attract
Zdroj: vlastní
Stránka 23 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Po spojení opět klikneme na ikonu magnetu a objekt zšedne. Pokud označíme oba dva objekty
najednou, otevře se nám nabídka, se kterou jsme se setkali na začátku – Edit. Je jen ořezaná o pár
možností. Pokud nebudeme dělat další úpravy (posuny, rotaci) na podstavci, můžeme objekty spojit
pomocí příkazu Boolean Union. Viz následující obrázek.
Obrázek 26: Boolean Union – spojit
Zdroj: vlastní
Nyní lze přikročit k poslední fázi. Analysis (6) pod sebou skrývá již zmiňované nástroje pro analyzování
chyb a děr. V tuto chvíli nás zajímá nástroj Inspector. Pokud se nachází díra na rovném povrchu, nebude
potřeba žádné domodelování. Pokud se díra nachází na nějaké z choulostivých částí jako hlava, uši
apod, bude nutné vrátit se po vyplnění znovu k modelaci. Nyní si ukážeme, jak to vypadá, a proč je
nutné v některých případech znovu modelovat.
Stránka 24 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Obrázek 27: Analysis - nástroj Inspector
Zdroj: vlastní
Zatímco u modré šipky nedošlo k žádným nerovnostem ani k deformacím, u červené je tomu přesně
naopak. V takovém případě je nutné kulatý tvar domodelovat pomocí výše zmiňovaných nástrojů na
paletě Brushes.
Modré kuličky značí díry. Kliknutím na kuličku se daná díra vyplní. Může se nám objevit také růžová
kulička – ta značí drobné až velmi malé oddělené části, které se automatickou opravou odstraní. Dále
se také můžeme setkat s červenou kuličkou – ta nám říká, že se v modelu nachází chyba v geometrii
v reálném čase. Tato chyba je pro nás nežádoucí v momentě, kdy chceme daný model vytisknout.
Jednotlivé chyby lze odstraňovat postupně proklikáváním, pokud nám barva zčerná, znamená to, že
došlo k chybě. V takovém případě Zvolíme možnost Auto Repair All.
Pokud máme model hotový ve finální podobě, stačí už jen uložit do formátu *.stl a předat dál do tisku.
Standartní formát Meshmixeru je *.mix, pro jiné použití patrně nevyužitelný. Proto nám nabízí další
možnosti v exportování. Objekt můžeme exportovat jako *.obj, *.amf, *.ply a také již zmiňované a pro
nás nejpoužívanější *.stl.
4.1 Kontrolní otázky
1. Co je potřeba udělat, pokud se importovaný model nachází v nesprávné poloze?
2. Jakými dvěma způsoby můžeme otáčet modelem?
3. K čemu slouží funkce „Attract“?
4. Pomocí které funkce spojíme dva modely k sobě?
5. Co značí modrá kulička během úprav modelu?
Stránka 25 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
5 Základní seznámení s 3D měřicím přístrojem THOME Präzision
RAPID-Plus CNC a softwarem POLYWORKS
5.1 Úvod
Souřadnicový měřicí stroj je měřicí systém, jehož součástí jsou nástroje pro pohyb snímacího systému
se schopností zjistit prostorové souřadnice povrchu obrobku. Typické uspořádání souřadnicového
měřicího stroje je zobrazeno na obrázku. Mezi nejdůležitější části CMM zahrnujeme pohyblivou
konstrukci stroje, odměřovací systém, měřicí hlavu a měřicí software.
5.1.1 Konstrukce CMM
Každá konstrukce CMM se skládá ze základny stroje, stolu pro umístění součásti, pohybujících se pilířů,
vodících ploch a pinoly. Souřadnicový měřicí stroj by měl splňovat následující požadavky:
• rozměrová stabilita
• nízká hmotnost
• vysoká schopnost tlumení vibrací
• nízký koeficient teplotní roztažnosti
• vysoká tepelná vodivost
Mezi nejvíce používané materiály pro konstrukci CMM patří ocel, granit (žula), slitiny hliníku, keramika
a kompozitní materiály. Granit je základním materiálem pro výrobu desky pracovního stolu, neboť je
vysoce odolný proti opotřebení a poškrábání. Mezi jeho další výhody patří nízký koeficient teplotní
roztažnosti a dobré tlumení vibrací. Naopak nevýhodou je jeho vysoká hmotnost. Dalším konstrukčním
materiálem je ocel. Tento materiál se vyznačuje tím, že to je nejdostupnější konstrukční materiál.
Bohužel jeho nevýhodou je velká hmotnost a teplotní roztažnost. Slitiny hliníku se využívají pro jejich
nízkou hmotnost a vysokou odolností proti korozi. Proto je to vhodný materiál pro konstrukce.
Keramika je materiál vyznačující se nízkou hmotností, vysokou pevností a teplotní stabilitou. Výraznou
1. Osa Y
2. Osa X
3. Osa Z
4. Měřicí sonda
5. Otočná hlava
6. Ovládací panel
7. Řízení stroje
8. Podstava
9. Stůl pro upnutí měřené součásti
Stránka 26 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
nevýhodou je cena tohoto materiálu. Kompozitní materiály jsou hitem posledních let. Jsou vysoce
pevné, teplotně stabilní a jejich hlavní předností je jejich výrazně nízká hmotnost. Bohužel cena
kompozitních materiálů je v porovnání s ostatními dostupnými konstrukčními materiály velice vysoká.
Příkladem kompozitního materiálu jsou uhlíkové kompozitní materiály.
5.1.2 Snímací dotek
Je to součást měřicího systému, který zprostředkovává kontakt mezi součástí a sondou, naváže tedy
mechanickou interakci s obrobkem, a způsobí sepnutí mechanismu sondy. Signál, který je přitom
generován, umožňuje zaznamenání souřadnic sejmutého bodu. Typ a rozměr doteku závisí na
snímaném prvku. Pro měření obecných tvarových ploch s využitím CMM doteku je potřeba zajistit co
nejnižší odchylku tvaru doteku, jeho vysokou tuhost a vysokou odolnost proti opotřebení. Proto je
nejčastěji použitým materiálem pro výrobu doteků syntetický rubín. Rubínové doteky mají výjimečně
hladký povrch, vynikající pevnost v tlaku a vysokou odolnost proti mechanickému opotřebení. Dalším
materiálem pro snímací dotek je nitrid křemíku, který se používá při měření hliníkových dílů
skenováním. Mezi rubínem a hliníkem dochází k adheznímu otěru a hliník se následně usazuje na
rubínovém doteku. Proto je lepší použít dotek z nitridu křemíku, kde adhezní otěr nevzniká, a tudíž
nedochází k usazování hliníku na snímacím doteku. Materiálem používaným pro snímací dotek je také
oxid zirkoničitý. Ten je vhodný při měření dílů z litiny skenováním. Vzniká zde abrazivní otěr, který
způsobuje výrazné opotřebení snímacího doteku z rubínu.
Typy snímacích doteků:
• přímé doteky
• hvězdicové doteky
• diskové doteky
• válcové doteky
• špička a dutá polokoule
5.1.3 Princip souřadnicového měření
Hlavní funkce CMM je změření tvaru aktuálního dílce a porovnání s nominálním CAD modelem.
Následně vyhodnotit naměřené výsledky (tvar, pozice otvorů, kruhovitost, ostřih). Body se nasnímají
snímacím systémem na aktuální měřený dílec a naměřené hodnoty se převedou do softwaru
PolyWorks. Zde si vytvoříme report.
Důležité při měření je upnutí měřeného
dílce. Dílec musíme upnout tak, abychom
se dostali ke všem plochám a bodům
určeným k měření. Dílec musí být na stole
upnut pevně, aby se nepohnul (Možnost
použití stavebnicového upínacího systému)
Stránka 27 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
5.1.4 Kalibrace měřicího systému
Kvalifikace snímacího systému spočívá v zaměření polohy kalibrační koule referenčním snímačem a
následnou kalibrací snímačů zvolených pro dané snímání. Kalibrovat znamená, že snímač snímá
kalibrační kouli a z výsledků jsou zjištěny hodnoty korekce snímače. Zaměření kalibrační koule
referenčním snímačem Kalibrační koulí CMM se rozumí koule se známým průměrem, která je dříkem
spojená s měřícím stolem. Pro určení její polohy je potřeba využít referenční snímač. Tyto snímače jsou
obvykle značeny červenou tečkou. U spínacích hlav jsou tyto snímače vertikální, jejichž délka a průměr
rubínové kuličky jsou známé. Průměr
kuličky bývá 8 mm. Kalibrační kouli je nutné
snímat referenčním snímačem vždy, když
došlo ke změně její polohy, k tepelné změně
od posledního určení polohy nebo když stroj
najížděl do referenčního bodu.
5.2 ČSN EN ISO 1101 : Geometrické specifikace výrobků (GPS) -Geometrické
tolerování -Tolerance tvaru, orientace, umístění a házení
Norma obsahuje definice tolerancí tvaru, orientace, umístění a házení a pravidla pro předepisování
těchto tolerancí ve výrobní dokumentaci.
Při výrobě jednotlivých prvků je nutné dodržet nejen určité přesnosti rozměrů, ale i přesnosti
geometrické – polohy, tvaru apod.
Z hlediska dodržení funkce některých prvků je nutné předepsat přímo na výkresu číselně velikost
tolerancí.
Stránka 28 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Druh tolerance se vyznačí grafickou značkou.
Tolerance geometrických prvků
Značka geometrického prvku Tolerance v mm zápis písmene označuje základnu,
společnou základnu nebo soustavu
základen
Stránka 29 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
5.2.1 Označování struktury povrchu
Grafická značka
Drsnosti povrchu
5.3 Správce souborů a navigace přes PolyWorks rozhraní
Navigovat přes PolyWorks Workspace Manažer rozhraní
Pracovní prostor Manager je hlavním rozhraním PolyWorks. To umožňuje přímý přístup ke všem
PolyWorks modulům, spravuje soubory a projekty, a další.
Není definováno, jak je povrchu dosaženo
Dosažení povrchu obráběním (odebráním povrchu)
Ubírání materiálu není povoleno
Stránka 30 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Vyhledání nástroje
Z nabídky Start systému Windows: PolyWorks MS 2019
Přehled
5.3.1 Workspace manager
Workspace Manager řídí proces PolyWorks od začátku do konce. To zahrnuje
následující úkoly:
o Přidávání software licenčních klíčů.
Správa všech příchozích datových souborů a výsledků vytvořených moduly PolyWorks Metrology
Suite. Postupem práce se soubory a projekty ukládají do rozhraní nazvaného „pracovní prostor“.
o Nabízí jednoduchou navigaci mezi moduly.
Stránka 31 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
5.3.2 Správce licencí PolyWorks
Licenční klíče jsou povinné používat v PolyWorks Suite Licence jsou
spravovány prostřednictvím manažera licencí PolyWorks metrologie
Suite.
Nástroje→SprávcelicencíPolyWorks
5.3.3 Nastavit možnosti projektu
Určité výchozí hodnoty a parametry použité v sadě PolyWorks Metrology Suite lze nastavit v položkách
Možnosti pracovního prostoru.
Zvolit nástroje → nastavení
Na kartě Obecné:
o Výchozí jednotky: nastavit jednotky délky, které budou
používány ve výchozím nastavení pro jednotlivé moduly.
Na stránce Zobrazit:
o Jazyk: Nastavte jazyk zobrazený v uživatelském rozhraní
Sekce fonty, Znaková sada: Určete sadu znaků,
které lze zadat do textových polí. Toto nastavení je
zvláště užitečné, pokud používáte například asijské znaky.
Na stránce Doplňky:
o Vyberte jeden nebo více doplňků v seznamu.
Pouze vybrané! pluginy budou načteny, když bude spuštěn.
5.3.4 Vytvořit a uložit Pracovní plochu
Workspace Manager používá formát pracovního prostoru, který je navržen tak, aby zpracoval
všechny výsledky projektu zpracování cloudových bodů.
o Vyberte soubor → uložit jako a vytvořit nový pracovní prostor.
o Když je pracovní prostor uložen, vytvoří jeden soubor XML pomocí .pwk
soubor a jedna složka se soubory Sufftix. Soubor i
Složka obsahuje název pracovního prostoru. Soubor .pwk
je pouze index - složka obsahuje všechna data.
5.3.5 Uložení komprimované kopie pracovního prostoru
Pokud je třeba pracovní prostor sdílet nebo exportovat, je možné vytvořit komprimovanou kopii
tohoto pracovního prostoru přímo ve Workspace Manager.
o Vybrat složku exportovat → komprimovat do Workspace
kopie pracovního prostoru je komprimována.pwzip.
Stránka 32 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
.pwzip soubor může být otevřen jako:
o Pracovní prostor Manažer
o PolyWorks Reviewer
Je také možné vytvořit komprimovanou kopii jednoho nebo více projektů PolyWorks | Inspector z
Workspace Manager.
5.3.6 Navigace v rozhraní PolyWorks|Inspektor
PolyWorks|Inspektor je softwarový nástroj,
který umožňuje provádět datové vyrovnání na referenční objekty,
měření odchylek mračen bodů dat a polygonálních modelů
na referenční plochy, měření rozměrů, specifické rysy,
a generování srovnání a ověřovacího reportu. Data lze získávat
v reálném čase pomocí sondy a skenování části.
Vyhledání nástroje
Z Workspace Manager:
Přehled
Vytvořit a uložit inspekční projekt
o Zvolte Soubor> Uložit projekt
Projekt je uložen v aktivním pracovním prostoru
5.4 Grafické uživatelské rozhraní
Uživatelské rozhraní nabízí panel nabídek, panely nástrojů, stavový řádek a několik hlavních panelů.
Stránka 33 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
5.4.1 Pohyb objektů ve 3D zobrazení
Pozice objektů může být upravována ve 3D, pomocí myši. Rotace, přetáčení a operace zoomu jsou vždy vázány na
konkrétní tlačítko myši.
Otáčení
Otáčení kolem osy X a osy Y zobrazení os, klikněte a držte levé tlačítko myši uvnitř 3D zobrazení. Chceteli
omezit otáčení na svislou nebo vodorovnou osu pozorování, stiskněte klávesu Shift před kliknutím.
Posun
Posun podél osy X a osy Y, klepněte na tlačítko a držte prostřední tlačítko myši. Posun podél osy X nebo v
ose Y se provádí pohybem myši ve směrech X a Y, v tomto pořadí, uvnitř 3D zobrazení
Přiblížení
Posun podél osy Z se rovná operaci přiblížení. Kliknutím a podržením pravého tlačítka myši, pak pohybem
myši dopředu a dozadu. Když se myš bude pohybovat vpřed, zobrazení se přesune blíže k uživateli. Když
se myš bude pohybovat dozadu, zobrazení se pohybuje dále od uživatele.
Zoom box
Přiblížení na část objektu vymezením obdélníkové oblasti:
o Stiskněte a podržte SHIFT.
o Prostředním tlačítkem vytvořte první obdélník na roh.
o Přetáhněte ukazatel do protějšího rohu obdélníku.
o Uvolněte prostřední tlačítko myši.
1 Hlavní menu Přístup ke všem funkcím inspektora PolyWorks
2 Standartní menu Rychlý přístup k běžným operacím, jako je Otevřít,
uložit a vrátit
3 Hlavní panel nástrojů Rychlý přístup k nejběžnějším nástrojům pro kontrolu
4
Panel nástrojů pro vícečetné
kontroly
Rychlý přístup k různým víceúčelovým nástrojům
5 Vyhledávací okno Slouží k zadání dotazu a prohledávání položek nabídky
stromových objektů
6 Stromové zobrazení Podokno, kde jsou uloženy všechny objekty projektu
7 3D zobrazení 3D okno, kde se zobrazují objekty
8 Panel nástrojů 3D zobrazení Slouží k navigaci ve 3D zobrazení, ke změně pohledu a
k ovládání viditelnosti a zobrazování objektů.
9 Panel nástrojů pro výběr Slouží k výběru objektů nebo prvků v projektu
10 Stavový řádek
Poskytuje informace a umožňuje měnit jednotky,
vrstvy a stav automatické aktualizace
11 Panel nástrojů zařízení Slouží k připojení k zařízení a pro sběr dat
12 Editor sekvencí Umožňuje sestavení a provedení sledu kroků, které
tvoří inspekci
Stránka 34 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Otáčení kolem osy prohlížení
Otáčení kolem osy prohlížení stisknutím klávesy Shift, klepnutím a podržením pravého tlačítka myši, pak
pohybem myši na pravé nebo levé straně
Tlačítko nabídka chování tlačítka myši
Všimněte si, že různé operace je možné přiřadit k různým
tlačítkům myši zvolením příslušného tlačítka v menu
„Nabídka chování tlačítka myši“, k dispozici na panelu nástrojů 3D
zobrazení.
5.5 Vytvoření a Upravení konfigurace stroje
5.5.1 Konfigurace CNC CMM
Jedním z prvních kroků při práci s CNC CMM plug in spočívá ve specifikaci
jedné nebo více konfigurací stroje, což znamená definování komponentů
stroje (model CMM, ovládání, hlava sondy), výchozí a maximální rychlosti,
výchozí poloha pro tastr a pracovní rozah, v němž se taster pohybuje
Můžete použít další vlastnosti, jako jsou referenční koule, nástroje, zásobník
nástrojů a porty měničů nástrojů
Vyhledávání nástroje
Na panelu nástrojů sondy
Vlastnosti zařízení
Přehled
Kroky ke konfiguraci CNC CMM
o Vytvořit konfiguraci stroje
o Upravte konfiguraci stroje
o Vytvořit referenční kouli
o Vytvářejte nástroje
o Vytvořit zásobník nástrojů
o Vytvoření orientace nástroje
o Kalibrace orientace nástroje
o Lokalizovat zásobník nástrojů
Stránka 35 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Grafické uživatelské rozhraní
Vytvoření referenční koule
Referenční koule je koule známého průměru ke kalibraci stroje
Je možné definovat jeden nebo více referenčních koulí (např. jeden pro
měření sondou, jeden pro skenování).
Na kartě referenční koule klepněte na tlačítko Vytvořit
Vytvořit nástroje
Nástroj je sada částí, které CMM používá pro měření.
Konečná část je sonda nebo laserový skener
Vytvořit Umožňuje vytvoření nové konfigurace zařízení
Upravit Umožňuje editaci konfigurace stroje
Stůl Zobrazení různých objektů definovaných v konfiguraci, spolu se
svými vlastnostmi. Seznam objektů je založen na aktivní kartě
Vertikální lišta Umožňuje provádět následující operace: Vytvořit, duplikovat,
editovat a vymazat. Tyto operace jsou spojeny s objekty aktivní
kartě
3D zobrazení Okno vykreslování 3D, ve kterém jsou zobrazeny vybrané objekty
v tabulce
Stránka 36 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Na kartě Nástroje klepněte na tlačítko Vytvořit.
Vytvořte nástroj přidáním různých částí ze seznamu. Přidejte tolik dílů, kolik je
třeba. Náhled nástroje by měl představovat fyzický nástroj namontovaný na stroji.
Vytvořit zásobník nástrojů
Zásobníkem nástrojů je stojan používán k častým
změnám nástrojů používaných CMM
Na kartě zásobníku nástrojů klepněte na tlačítko Vytvořit
Vytvořit porty zásobníků nástrojů
Porty zásobníku nástrojů je slot používaný k držení části nástroje. Je možné určit, které části
nástrojů jsou uloženy v kterých portech a které nástroje používají které porty. Lze je určit pomocí
tabulky.
Připojit na CNC CMM
Připojení k CNC CMM znamená navázání komunikace s tímto zařízením.
Vyhledání nástroje
Na panelu nástrojů zařízení
Připojení k zařízení / odpojení zařízení
Přehled
Specifikovat A konfigurace stroje
Jeden z prvních kroků při práci s plug-in CNC CMM spočívá v zadání jedné nebo více konfigurací stroje.
Na panelu nástrojů sondy klepněte na tlačítko Vlastnosti zařízení
V seznamu Konfigurace vyberte konfiguraci CMM a potom klepněte na tlačítko OK
Připojit na zařízení
Jakmile je konfigurace dokončena, připojit k zařízení.
Kliknutím na tlačítko Připojit k zařízení se připojit k přístroji.
Stránka 37 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Vybrat z nástrojů
Při připojování k zásuvnému modulu CNC CMM musí být určen nástroj aktuálně namontovaný na stroji.
Aktuální nástroj lze poté změnit pomocí panelu nástrojů Snímací zařízení.
Vyberte nástroj, který je právě namontovaný na stroji.
Nástroj je vždy možné změnit pomocí seznamu na
Nástroji snímacího zařízení.
Vyberte orientaci nástroje
U každého nástroje musí být zadána orientace pomocí úhlu A a B. Úhel A odpovídá svislému pohybu
nástroje, zatímco úhel B odpovídá vodorovnému pohybu nástroje.
o Na panelu nástrojů sondy vyberte ze
seznamu orientaci nástroje.
Stránka 38 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Grafické uživatelské rozhraní pro snímání
Při měření tastrem nabízí uživatelské rozhraní různé panely nástrojů pro snímání, informace o stavu
sond a digitální čtení.
Vyhledání referenční koule a zásobníku nástrojů
Jakmile jsou vytvořeny referenční koule, musí se jejich pozice upřesnit na měřicím stole
s ohledem na souřadný systém stroje před tím, než mohou být použity ke kalibraci
nástrojů.
1. Panel nástrojů zařízení Nabízí položky pro připojení k zařízení
2. Panel nástrojů sondy
Nabízí rychlý přístup k nastavení vlastností
snímacího zařízení
3. Panel nástrojů pro
ovládání snímacího zařízení
Slouží k ovládání snímacího zařízení (například k
návratu do výchozí polohy, k určité poloze nebo
k přerušení jakéhokoli pohybu zařízení)
4. Panel nástrojů kontroly
sondy
Slouží k ovládání prováděné relace sondy
5. Panel nástrojů pro
umístění zařízení
Nabízí rychlý přístup k činnostem souvisejícím s
polohou zařízení, jako je definování cílů,
přesunutí zařízení a správa pozic a cílů zařízení
6. Stav sondy Zobrazuje průběh v zachycování bodů
7. Souřadnice sondy
Zobrazuje informace o poloze sondy v reálném
čase a informace týkající se snímaného objektu
Stránka 39 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Vyhledání nástroje
Na panelu nástroje sondy
Najít referenční kouli nebo najít zásobník nástrojů
Přehled
Referenční koule
První referenční koule je automaticky umístěna, jakmile je kalibrována první orientace nástroje
nebo jakmile je kalibrována hlava sondy; jakékoli další referenční koule musí být umístěny
vzhledem k první referenční kouli.
Když se změní umístění referenční koule – například referenční koule se odstraní a znovu
nainstaluje, přesune nebo změní, referenční koule se musí znovu umístit. Tato operace se používá k
vyrovnání všech kalibrací provedených v referenční sféře. Tím se zabrání opětovné kalibraci všech
orientací nástroje kalibrovaných pomocí referenční koule.
Zásobník nástrojů
Zásobník, nástrojů je umístěný snímáním pomocí kalibrované orientace nástroje. Musí být znovu
umístěny, kdykoli se změní jejich umístění.
Vytvoření kalibrace a orientace nástroje
Inspekční projekt používající CNC CMM zařízení vyžaduje alespoň jeden
nástroj a pravděpodobně více orientací nástroje pro dokončení měření
součásti. Orientace nástrojů jsou spravovány v panelu Nástroje a
orientace nástrojů, který poskytuje přístup k existujícím nástrojům,
souvisejícím orientacím nástrojů a kalibračním informacím, pokud jsou
k dispozici.
Vyhledání nástroje
Na panelu nástroje sondy:
Nástroje a orientace nástrojů
Přehled
Úhel A a B
Pro každý nástroj musí být orientace zadána pomocí úhlu A a B. Úhel A
odpovídá svislému pohybu nástroje, zatímco úhel B odpovídá
vodorovnému pohybu nástroje.
NEBO
Stránka 40 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Nástroje a orientace nástroje v tabulce
Nástroje a orientace nástrojů nabízí kartu Seznam a Tabulka, jakož i svislý panel nástrojů používaný k
provádění různých operací.
Karta seznamu
Karta Seznam představuje orientaci nástrojů pro všechny nástroje nebo pro vybraný nástroj ve formě
seznamu, který ve výchozím nastavení zobrazuje následující informace: Název, Úhel A a B, Typ
kalibrace, Datum a čas kalibrace, Průměr kuličky a RMS Dev.
Po připojení k CNC CMM se aktuální orientace nástroje a nástroje stroje zobrazí tučně.
Karta mřížky
Karta Mřížka představuje orientace nástroje pro vybraný nástroj ve formě mřížky pro možné
kombinace úhlů A a B.
Orientace kalibrace
Aby bylo možné měření sondou nebo skenování s nástroji definovanými pro stroj, musí být orientace
nástroje vytvořena a kalibrována na referenční oblast.
o Na kartě Seznam nebo Mřížka, vyberte orientaci nástroje, která má být kalibrována.
o Klepněte na: Kalibrovat orientaci
Stránka 41 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Import CAD Modelu
CAD modely značně zjednodušují definování nominálních geometrií
a rozměrů. Import CAD modelu je zásadní krok v procesu kontroly
součástí.
Vyhledání nástroje
Soubor→ Nahrát → CAD model
Přehled
Soubor CAD může být v neutrálním formátu (IGES nebo STEP souboru) nebo v nativním formátu (jako
CATIA, NX, Pro / E, SolidWorks, nebo Inventor).
Některé CAD platformy mají možnost přidat do modelu geometrické kótovací a toleranční prvky. V
závislosti na formátu souboru CAD mohou možnosti importu zahrnovat extrahování prvků a jejich
vlastností a také import modelu s informacemi GD&T (geometric dimensions&tolerances).
V PolyWorks
Otevřete objekty → Reference / Data→ CAD modely →
[Zvolit formát] stránku souboru.
Vyberte možnost Importovat vlastnosti přístroje
Určené povrchy použité pro výpočty
PolyWorks | Inspector zobrazí importovaný model CAD jako referenční objekt pomocí
mozaikového polygonálního povrchu. Výpočty Data Reference mohou používat buď mozaikové
polygonální povrchy nebo definici povrchu NURBS obsaženou v CAD modelu.
Výpočty odchylek mezi daty a referenčními hodnotami vůči povrchu NURBS jsou nejpřesnější, ale
přichází s delší dobou zpracování pro daný počet bodů.
Stránka 42 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
NURBS plochy by měly být použity, pokud:
o Se používají zařízení s vysokou přesností, jako jsou CNC CMM.
o Se používají snímací zařízení, která sbírají nízký počet datových bodů.
Chcete-li nastavit parametr:
o Vyberte model CAD ve stromu
o Vyberte Editovat → Vlastnosti objektu
o Na záložce reference v sekci Plochy:
o Nastavte plochy používané pro
výpočty na povrchy NURBS.
5.6 Kontrolní otázky
1. Jak se provádí změna orientace nástroje tastru?
2. Jaké jsou způsoby upnutí dílce na měřící stůl?
3. Jak lze importovat CAD model?
4. Jaké jsou požadavky na měřící stůl?
5. Jaká jsou označení povrchu?
6. Jaká je značka kolmosti?
Stránka 43 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
6 Definice a měření prvků na CAD datech, vyrovnání na CAD model,
tvorba souřadných systémů
6.1 Měření rozměrů součásti pomocí prvků
Prvky definují geometrické vlastnosti součásti, jako jsou díry a
rovinné povrchy, a obvykle se používají pro účely zarovnání
součásti a pro účely kontroly rozměrů.
Vyhledání nástroje
Měření → Vlastnosti → Vytvořit
Přehled
6.1.1 Součásti
Prvek obvykle obsahuje jmenovitou a / nebo měřenou
složku, také označovanou jako primitiva.
Jmenovitý prvek představuje teoretické nebo ideální
měření, jaké se nachází na modelu CAD.
Měřený prvek je vytvořen z datových bodů
naměřených na právě kontrolované části.
6.1.2 Druhy
Více typů: umožňuje extrahování primitiv automaticky nebo
interaktivně z referenčních objektů založených na
CAD nezávisle na jejich příslušných typech (kruhy, válce, roviny atd.).
Individuální typ: rozbalte rozevírací nabídku typu prvku
a vyberte, který typ prvku chcete vytvořit.
6.1.3 Způsob vytváření
1. Kliknout na kružnici (střed, obvod kružnice), následně je zvýrazněna.
2. Stisknutím MEZERNÍKU přerušte režim a otočte / přeložit model.
3. Stisknutím MEZERNÍKU obnovíte režim výběru.
Stránka 44 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Numericky
funkce lze vytvořit numericky pomocí matematických definic. Tato metoda vytváření nabízí
parametry specifické pro typ vytvářeného primitiva.
Z objektů a Od průsečíků
Při vytváření prvků pomocí konstrukčních metod, například z objektů
nebo z průsečíků, se nabízí výběrové pole pro výběr metody. Pokud
jsou objekty požadované pro konstrukci předem vybrány ve
stromovém zobrazení, je automaticky určen odpovídající konstrukční
objekt
Když je prvek konstruován pomocí existujících objektů v projektu, nově vytvořené
prvky jsou závislé na nadřazených objektech použitých k jejich vytvoření. To
znamená, že jakékoli změny provedené v nadřazených objektech povedou k
přepočtu závislých funkcí.
6.1.4 Měření povrchových odchylek na konkrétních místech
Srovnávací bod povrchu je měřicí objekt vytvořený ve specifických
souřadnicích na povrchu referenčního objektu a měří odchylky
datového objektu od referenčního objektu na těchto specifických
souřadnicích.
Vyhledání nástroje
Vyvf
Měření → Srovnávací body → Vytvořit → Body povrchu
Přehled
Způsob vytváření
Srovnávací body povrchu jsou obvykle vytvářeny na povrchu referenčních objektů těmito
způsoby:
Ukotvení: Body jsou ukotveny přímo na povrchu referenčního objektu ve 3D scéně.
Numericky: Souřadnice dialogu se zadávají v dialogu pro vytváření.
Z textového souboru: .txt soubor je vyvolán z dialogu vytvoření výběrem tlačítka procházení.
Klíčové informace
Každý srovnávací bod má ve výchozím nastavení kruhovou zónu,
ve které bude měřen. Měřicí oblast má poloměr, což odpovídá poloměr disku.
Stránka 45 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
6.1.5 Srovnávací hranový bod
Srovnávací hranový bod je měřící objekt. Je vytvořen pro získání
odchylky na hraně měřené součásti, na konkrétních souřadnicích.
Geometrie součásti může být získána sondou měřené komponenty
srovnávacího bodu oříznuté hrany.
Vyhledání nástroje
Měření → Srovnávací body → Vytvořit → Bod hrany
Přehled
Jak vytvořit body
Srovnávací hranové body jsou obvykle vytvářeny na povrchu referenčních objektů pomocí:
Ukotvení: Tato metoda umožňuje vytvářet porovnávané body oříznutí hran ukotvením na ploše
referenčního objektu.
Ukázková referenční křivka: Tato metoda umožňuje vytvořit rovnoměrně rozložené srovnávací
body hrany pomocí matice referenčních objektů.
Klíčové parametry
Ve výchozím nastavení se při vytváření srovnávacích bodů okrajů
vytvoří zadní bod. Zadní bod je srovnávací bod povrchu posunutý od
okraje součásti.
Zadní bod lokalizuje skutečnou plochu dílu před snímáním hranového bodu, čímž zajišťuje, že
deformace skutečného tvaru součásti nezabrání kontrole hrany.
Stránka 46 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Bez zpětného bodu Se zpětným bodem
6.1.6 Analýza součásti podél roviny řezu
Průřezy jsou měřicí nástroje používané pro 2D
kontrolu povrchů. Umožňují vypočítat odchylky
podél profilů získaných z rovin řezání.
Vyhledání nástroje
Měření → Průřezy → Vytvořit → Standardní průřez
Přehled
Standardní průřezy
Standardní průřez je vytvořen protínáním zarovnaných referenčních a datových objektů s
rovinou průřezu, která je ohraničena měřicí zónou.
Způsob vytváření
K vytvoření průřezů použijte jednu z metod vytváření:
Podél standardní osy: Umožňuje vytvoření průřezu kolmého ke standardní ose
systému, například k ose X. Pro dosažení očekávaných výsledků se doporučuje mít
správně orientovaný souřadnicový systém.
Podélná křivka: Umožňuje vytvořit průřez kolmý na křivku. Zahrnuje určení typu křivky,
která se má použít, a pak určení umístění průřezu podél křivky.
Radiální: umožňuje vytvořit průřez, který vyplývá z axiálního primitiva, jako je válec nebo
kužel.
Skutečná část je příliš vychýlená.
Není možné změřit okraj skutečné
části
Měřicí zóna se pohybuje podle
povrchové odchylky měřené pomocí
zadního bodu. Potom je možné
změřit okraj skutečné části
Stránka 47 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Zóna měření
Měřicí zóna definuje 3D limity procesu a vymezuje rovinu řezu. Jak je vidět napravo, je to
modrý obdélník s červenými rohy. Rozměry měřicí zóny jsou definovány během vytváření
průřezu a lze je upravovat přetažením stran obdélníku.
Zobrazit
Průřezový navigátor
Navigátory objektů jsou specializované nástroje, které umožňují prohlížení objektů
jeden po druhém. Je užitečné zkontrolovat vytvoření a výsledky průřezů pomocí
Navigátoru průřezů, aby bylo možné každý průřez vizualizovat samostatně.
Vybrat pohled → Navigátor objektů → Průřezy.
Volby zobrazení
K dispozici je řada možností zobrazení pro vizualizaci průřezů se zachycenou nominální a
geometrií součásti.
Vyberte možnosti zobrazení objektu
V průřezech je k dispozici několik možností zobrazení. Jsou k dispozici, pouze pokud je vybrána barevná
mapa.
Stránka 48 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
6.2 Zarovnání naměřené části na CAD model
6.2.1 Zarovnání pomocí předběžného zarovnání CMM
Metoda rychlého předběžného přiřazení CMM, která nejprve
porovnává osy zařízení CMM s osami referenčního objektu (obvykle
modelu CAD) a poté se měří bod zarovnání pro umístění součásti.
Vyhledání nástroje
Zarovnání → CMM před zarovnání
Přehled
Operace využívá referenční objekt, který by měl být umístěn vhodně vzhledem k osám souřadného
systému, a odpovídající části instalovaná v pracovním objemu CMM..
Toto zarovnání se provádí ve dvou krocích.
o Shoda os: Orientujte CMM výběrem správné shody osy
s referenčním objektem
o Bod zarovnání: Pro umístění součásti je nutný bod zarovnání.
Stránka 49 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
6.2.2 Srovnání pomocí snímání povrchových bodů
Způsob srovnání povrchových snímaných bodů se
používá k srovnání snímaných bodů s body ve
stejných místech na referenčním objektu. Tento
nástroj předběžného srovnání velmi usnadňuje
vizualizaci a přístup k dalším operacím.
Vyhledání nástroje
Srovnání→Povrchové body
Přehled
Způsob vytváření
o Ukotvit: Ukotvit šest bodů v referenčním objektu, které budou použity pro srovnání
Všech šest stupňů volnosti by mělo být
omezeno použitím metody 3-2-1
srovnání.
Metoda měření
o Zdrojové body sondy: Na fyzické součásti sondujte stejných šest bodů
ve stejném pořadí
Stránka 50 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
6.3 Srovnání měřené součásti k referenčnímu objektu
6.3.1 Srovnání pomocí povrchů objektu
Srovnání je operace, která přenese datový objekt do
souřadnicového systému referenčního objektu.
Nebo-li, dostupná naskenovaná data vybraných datových objektů
na povrch referenčních objektů (model CAD).
Vyhledání nástroje
Srovnání→ Best-Fit Datové objekty→ Data do referenčních objektů
Přehled
Toto srovnání se provádí ve dvou krocích. Za prvé, předběžné srovnání se provádí pro přiblížení
naskenovaných dat k referenčnímu objektu. Poté se provede samotné srovnání, což je optimalizační
krok pro minimalizaci odchylek datových bodů ve vztahu k povrchu referenčního objektu.
Předběžné srovnání
Pro správnou funkci automatického předběžného srovnání musí datový objekt pokrýt většinu
referenčního objektu a referenční objekt nesmí mít symetrický tvar.
Dostupné metody jsou:
o Automatické: Toto je standardní metoda.
o Bodové páry: V případě, že automatické předběžné srovnání nepřinese výsledek,
je možné předběžné srovnání provést ručně, pomocí jedné z metod Bodových
párů.
Srovnání bodových párů
Po vstupu do režimu se referenční objekt a datový objekt zobrazí v samostatných oknech.
o Klepněte na tlačítko N Bodových párů.
o Přesunutím referenčního objektu (vlevo) a objektu Data
(vpravo) budou mít objekty podobnou orientaci. To
usnadňuje výběr párů bodů v podobných oblastech.
o Ukotvěte odpovídající body na obou objektech pomocí
stejného pořadí. Jsou požadovány minimálně tři páry bodů.
Body jsou zobrazeny pomocí stejné barvy a stejného
čísla v dolním indexu.
o Klepněte pravým tlačítkem myši pro dokončení operace.
Stránka 51 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Maximální vzdálenost
Maximální vzdálenost je poloměr vyhledávání používaný k přiřazení datových bodů k povrchu
referenčního objektu.
Pokud je datový objekt výrazně odchýlen od referenčního objektu, zvyšte maximální vzdálenost tak,
aby odpovídala datovým bodům povrchu referenčního objektu
6.3.2 Srovnání pomocí kolmých rovin
Metoda srovnání kolmých rovin srovná datový objekt k
referenčnímu objektu tím, že srovná tři roviny (rovinné
prvky).
Vyhledání nástroje
Srovnání→ Prvkově založené →Založené na kolmých rovinách
Přehled
Roviny se musí protínat v prostoru, aby mohly být použity pro toto srovnání.
Pořadí, ve kterém jsou roviny uvedeny, je důležité. První rovina je primární rovina a má přednost
před druhou a třetí rovinou při srovnávání.
o Zdroj
Měřené části rovinných prvků použitých pro
srovnání by měly být ve sloupci Zdroj.
Stránka 52 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
o Destinace
Odpovídající nominální části rovinných prvků by měly být
ve sloupci Destinace.
6.3.3 Srovnání pomocí roviny, osy a středového bodu
V metodě srovnání pomocí roviny, osy a středového
bodu je používána k srovnání datových objektů na
referenční objekty dvojice rovinných prvků:
směrové prvky a prvky středových bodů.
Vyhledání nástroje
Srovnání → Založené na prvcích→ Rovina, osa, středový bod
Přehled
Měřená součást objektu je přiřazena jako zdrojový objekt, zatímco jeho nominální součást je
přiřazena jako cílový objekt.
o Sekvence: Nastavuje posloupnost, v jakém pořadí jsou prvky upřednostňovány.
o Zdroj: Měřené prvky součásti použitých pro srovnání by měly být specifikovány jako
zdrojové objekty.
o Destinace: Nominální (jmenovité) prvky součásti k srovnání by měly být uvedeny
jako destinace.
Stránka 53 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
6.3.4 Best-fit
Tato metoda srovná měřené prvky objektu měření s odpovídajícími
nominálními prvky.Může být použita celá řada měřených objektů.
Vyhledání nástroje
Srovnání→ Best-Fit měřené objekty
Přehled
Tato metoda srovnání minimalizuje vzdálenost mezi měřenými datovými body nebo změřenou
geometrií měřených objektů k nominální geometrii měřených objektů.
Součást by měla být před-srovnána k referenčnímu objektu. Je však možné specifikovat předběžnou
úpravu před provedením srovnání Best-fit měřených objektů.
K dispozici je několik technik srovnání na základě typů použitých objektů měření. Je možné použít:
o Prvky (všechny typy s výjimkou vzdálenosti, úhlů, desek a křivek)
o Srovnání bodů
Je doporučeno vybrat objekty, které budou použity pro srovnání ve stromovém zobrazení před
přístupem k srovnání měřicích objektů Best-Fit.
Vybrané objekty jsou automaticky přidány do podokna.
Klíčové parametry
o Automatické před-srovnání: Proveďte automatické před-srovnání za účelem
lepšího výsledku v situacích kdy jsou objekty daleko od sebe a jsou možná různá
optimalizační řešení.
o Určete směr srovnání (X, Y, Z) pro každý objekt.
o Best-fit měření objektů – Panel s Nastavením a výsledky
Použití X, Y, Z viz obr.
Stránka 54 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
6.3.5 Srovnání pomocí datového referenčního rámce
Datový Referenční rámec (DRF) je odkaz, který slouží k orientaci
a lokalizaci objektů v prostoru. DRF se může skládat z datových
prvků s nominálními a měřenými primitivy. Může se také skládat
z datových bodů. DRF slouží k orientaci a lokalizaci
tolerančních zón, které jsou kontrolovanými prvky
geometrického kótování a tolerance (GD&T).
Vyhledání nástroje
Srovnání→ Datový referenční rámec→ Srovnání
Přehled
Tato metoda umožňuje srovnat datové objekty na definovanou DRF pomocí vztažných bodů nebo
pomocných cílů, které jsou již změřené, a to buď s použitím metody extrakce, nebo metody snímaní.
o Vybrat: Srovnání→Datový referenční rámec→ Srovnání
o DRF je již specifikováno v rámci kontroly prvků GD & T, kontrolované prvky
se automaticky objeví v seznamu. Vyberte existující DRF a proveďte srovnání.
o Vytvořte novou DRF z dialogového okna. Poté ji vyberte ze seznamu a proveďte srovnání
Stránka 55 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
6.3.6 Vytvoření souřadnicového systému
Souřadnicový systém popisuje nulový bod a orientaci měřícího objektu.
Vyhledání nástroje
Nástroje→Souřadnicové systémy→Vytvořit Kartézský
Přehled
Kartézské souřadnicové systémy mohou být vytvořeny následujícím způsobem:
o Z primitiv: Vybrané primitivy definují souřadnicový systém.
o Volitelné: kliknutím na barevnou šipku na ose se ostatní osy kolem ní otočí o 90 stupňů,
čímž se změní jejich směr.
6.4 Kontrolní otázky
1. Jaké jsou způsoby vyrovnání na CNC CMM?
2. Definujte souřadnicový systém.
3. V čem spočívá zarovnání pomoci Best-fit?
4. V čem spočívá srovnání bodových párů?
5. K čemu slouží průřez dílcem?
Stránka 56 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
7 Vyhodnocení naměřených hodnot, GD&T, finalizace programu,
protokol
7.1 Nastavení rozměrových a GD&T kontrolních prvků a tolerancí
Panel Geometrické požadavky umožňuje přidávat, odebírat a upravovat kontrolované prvky
geometrických charakteristik měřených objektů.
Vyhledání nástroje
Měření→ Geometrické požadavky
Přehled
7.1.1 Druhy kontrol
Kontrola rozměrů: kontroluje různé geometrické charakteristiky měřených objektů
V rámci tolerance.
Kontrolní prvky GD&T (pouze prvky): kontroluje přesné geometrické rozměry prvků
podle norem ASMEY 14.5 a ISO.
7.1.2 Klíčové informace
Podokno kontrolních prvků geometrie umožňuje pro objekt měření následující:
o Revizi všech rozměrů, kontrolu nominálních hodnot, kontrolu naměřených hodnot a jejich
odpovídajících úchylek
o Vybrat rozměry pro toleranci
o Vytvořit kontrolní prvky GD&T pro prvky
o Upravit toleranci kontrolních prvků
Upravení tolerance kontrolních prvků
Podokno kontrolních prvků geometrie umožňuje vybrat, které rozměry se použijí jako kontrolní.
Kontrolní prvky jsou zobrazené v okně a lze je odpovídajícím způsobem reportovat.
o V rozbalovacím seznamu vyberte požadované kontrolní prvky.
Stránka 57 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Toleranční hranice
Každému jednotlivému kontrolnímu prvku je přiřazena tolerance, sestávající z horních a dolních
mezí tolerance.
Pro každý kontrolní prvek, se mohou hodnoty:
o editovat ručně zadáním hodnoty.
o editovat přiřazením šablony tolerance, která obsahuje
předdefinované limity tolerance.
Přidání kontrolní prvků GD & T
Kontrolní prvky GD&T jsou k dispozici prostřednictvím ovládacího
panelu geometrie. Lze je přidat pouze k funkcím.
Vyberte funkci a klikněte na Přidat kontrolu GD&T. Zobrazí se seznam
nástrojů GD&T, které lze k vybrané funkci přidat, spolu s jejich
příslušnými symboly.
Vyplňte kontrolní rámeček prvku na technickém výkresu
Přiřazení počátků štítků
Počátky musí být definovány před tím, než budou použity v okně pro ovládání prvků
o K funkcím lze přiřadit označení počátku.
o Přiřaďte pomocný štítek v seznamu vlastností
o Vlastnosti. Vybrat editovat→ Vlastnosti objektů.
o Cílová data lze přiřadit referenčním cílům,
referenčním čárám nebo referenčním
oblastem.
o Při vytváření referenčního cíle přiřaďte označení pomocného cíle.
o Přiřaďte označení pomocného cíle pomocí listu
vlastností referenčního cíle. Zvolte
Úpravy→ Vlastnosti objektu.
Stránka 58 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
7.2 Revize, report, a sdílení výsledků měření
Control Reviewer nabízí stručný pohled na měřené prvky geometrie. Zobrazuje tabulku kontrolních
prvků a nabízí operace k jejich filtrování, třídění a seskupování v okně.
Vyhledání nástroje
Report→ Control Reviewer
Přehled
Control Reviewer může být použit pro:
o Přezkoumání výsledků měření různých hodnot.
o Setřídění sloupců pomocí záhlaví sloupce.
o Filtrování sloupců na základě jejich hodnot
o Nastavení 3D zobrazení pro zobrazení vybraného kontrolního prvku
o Vytvářet kontrolní zobrazení z vybraných kontrolovaných prvků
nebo všech kontrolovaných prvků.
nebo
nebo
Stránka 59 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
7.2.1 Zobrazení výsledků měření pomocí kontrolního zobrazení
Kontrolní zobrazení lze použít ke kontrole výsledků měření přehledným a strukturovaným způsobem.
Kontrolní zobrazení obsahuje seznam měřených prvků a odpovídající 3D zobrazení.
Vyhledání nástroje
Ze 3D zobrazení:
Report→Vytvořit kontrolní zobrazení z 3D zobrazení
Alternativně z Control Reviewer
Kontrolní zobrazení→ Vytvořit
Vytvoření kontrolního zobrazení ze 3D zobrazení
Kontrolní zobrazení mohou být vytvořena z objektů zobrazených ve 3D zobrazení.
o Vybrat Report→ Vytvořit Kontrolní pohled z 3D zobrazení
o Volba měřených prvků přidaných ke kontrolnímu zobrazení záleží na viditelnosti popisků objektů.
Snímek a tabulka reportu je automaticky generována.
Vytváření kontrolních pohledů z Control Reviewer
o Vytvořit kontrolní zobrazení z vybraných měřených prvků:
Vytvoří kontrolní zobrazení z vybraných kontrolovaných prvků v panelu.
o Vytvořit kontrolní zobrazení: Vytvoří kontrolní zobrazení ze všech
kontrolovaných prvků, také zachovává filtrování listu.
nebo
Stránka 60 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
7.2.2 Vytvoření snímků a reportovacích tabulek
Reportování pomocí kontrolních pohledů umožňuje generovat snímky a
formátované tabulky sestav, které jsou synchronizovány a propojeny s
kontrolními pohledy. Snímky 3D zobrazení a tabulky sestav vytvořené z
objektů měření mohou také vhodně zakončit report z měření.
Vyhledání nástroje
Report>→ [vyberte volbu níže]
Vytvořit kontrolní snímek a reportovací tabulku z kontrolního 3D zobrazení
Kontrolní pohled vytvořen z 3D zobrazení automaticky generuje snímek a reportovací tabulku, které se přidávají
do zformátovaného reportu.
Vytvořit kontrolní snímek a tabulku ze všech kontrolních zobrazení.
Jakmile jsou všechny kontrolních pohledy vytvořeny pomocí nástroje Control Reviewer, je možné
vytvářet snímky a tabulky ze všech kontrolních pohledů.
o Vybrat: Report→Vytvoření snímků a tabulek>→Ze všech kontrolních Zobrazení
Vytvoření snímků a tabulek pro specifický kontrolní pohled.
o Vyberte požadované kontrolní zobrazení z kontrolního výběru.
o Klepněte na tlačítko Vytvořit snímek a tabulku pro
aktivní kontrolní pohled.
Vytvoření snímku
Reportovací snímky jsou snímky pořízené z 3D zobrazení k reportování modelu a výsledků měření
v plném detailu.
• Vybrat Vytvořit→Reportovací Snímky→Zachycení 3D zobrazení
Vytvoření reportovací tabulky
Reportovací tabulka je seznam požadovaných informací o jakémkoli objektu měření, jako jsou
jmenovité a měřené hodnoty, tolerance, odchylky a stav Vyhovuje / nevyhovuje. Tabulky jsou velmi
užitečným nástrojem prezentace výsledků měření.
Vybrat Report→Vytvořit tabulky→ z objektů.
Stránka 61 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
7.2.3 Report o výsledcích měření pomocí formátovaných reportů
Vytváření reportů je klíčem k analýze a komunikaci v
oblasti kontrolního měření. Report se obvykle sestává
z tabulek sestav a snímků součásti, doplněných
pozorováním, komentáři a závěry, vše naformátované
do tisknutelného dokumentu.
Vyhledání nástroje
Report→Vytvořit formátovaný report
Vytváření formátovaných reportů
Formátované reporty jsou automaticky vytvořeny pokud:
o Jsou reportovací snímek a tabulka vytvořeny z kontrolního 3D zobrazení.
o Jsou snímky a tabulky sestav vytvořeny ze všech kontrolních zobrazení.
o Jsou reportovací snímek a tabulka vytvářeny z konkrétního kontrolního zobrazení.
o Jsou vytvořeny reportovací snímky 3D zobrazení.
o Jsou vytvořeny reportovací tabulky z měřených objektů.
Jakmile je sestava vytvořena a aktivní, lze do ní přidat další snímky a tabulky. Po dokončení sestavy ji
lze exportovat do formátu PDF a tudíž sdílet libovolným způsobem.
7.3 Kontrolní otázky
1. Jak probíhá nastavení tolerance?
2. Jakým způsobem se vytváří protokol o měření?
3. Jakým způsobem se vytváří snímky a tabulky?
4. Jak lze přidat kontrolní prvky GD & T?
5. Jakým způsobem lze vytvořit reportovací tabulka?
Stránka 62 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
8 Prezentace týmových projektů k 3D měřicímu přístroji THOME
Präzision RAPID-Plus CNC, konzultace, rekapitulace
Cílem tohoto výukového bloku je umožnit studentům prezentovat výsledky zadaných týmových
projektů realizovaných v předcházejících výukových blocích na 3D měřicím přístroji THOME Präzision
RAPID-Plus CNC.
Dalším cílem je na základě prezentace výsledků vyhodnotit jejich kvalitu, konzultovat získané poznatky
z měření a vyhodnocování, jakož i z vlastní prezentace. Součástí bloku je rovněž finální diskuse se
studenty k práci na 3D měřicím přístroji a rekapitulace klíčových parametrů práce.
Po tomto výukovém bloku by studenti měli porozumět principům:
• základů 3D měření pomocí souřadnicových měřicích přístrojů,
• manipulace a ovládání moderních 3D měřicích dotykových nástrojů,
• základů práce s importem a exportem virtuálních objektů a CAD dat,
• základů práce s profesionálním softwarem pro rozměrovou analýzu a digitalizaci objektů.
Po tomto výukovém bloku by studenti měli umět:
• na základě konkrétního zadání posoudit vhodnost aplikovatelnosti souřadnicového měřicího
přístroje pro danou měřicí úlohu,
• připravit měřený objekt, souřadnicový 3D měřicí přístroj pro práci,
• ovládat souřadnicový 3D měřicí přístroj při vlastním měření,
• v základním rozsahu využívat profesionální řídicí a vyhodnocovací software,
• komparovat naskenovaný model s podkladovým modelem a vyhodnotit odchylky.
Stránka 63 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
9 Základní seznámení s mobilním měřicím systémem ROMER
Absolute Arm
9.1 3D skenery
jsou zařízení pro zachycení tvarů a textur fyzických objektů a následného převedení do digitální
podoby pro další zpracování v počítači. Ve většině případů je princip metody založený na snímání
jednotlivých bodů na povrchu objektu a vytvoření velkého počtu těchto bodů tj. mračna bodů. Poté
využitím těchto bodů zrekonstruuje (extrapoluje z jednotlivých bodů) prostorový počítačový model
použitím vhodné polygonové sítě. K získání těchto bodů se využívá mnoho různých technologií kamery,
rentgeny, magnetické mikrotomografy, lasery, dotykové snímače. Od použitých technologií se pak i
nazývají jednotlivé metody skenování tzn. například rentgenové, ultrazvukové, laserové, optické nebo
mechanické 3D skenery. Nejčastěji se používají nedestruktivní metody, které snímanou součást
nezničí. Každá metoda má ovšem svoje omezení, výhody a nevýhody, včetně celé škály cen.
9.2 Rozdělení 3D skenerů
3D skenery je možné rozdělit mnoha způsoby. Vybrané rozdělení bere jako hlavní kritérium dotykové
a bezdotykové metody skenování. Nejpoužívanější skenery jsou ve větvi reflexivních. Laserové metody
mohou spadat i do metod aktivních optických využívající triangulaci nebo metodu měření doby letu.
Na Obr.1 jsou laserové metody vyčleněny zvlášť.
Stránka 64 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Meřící rameno ROMER Absolute Arm
Stránka 65 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Laserové skenery pracují na principu záření laseru. Skenovací hlavu, ve které je umístěn laser,
posuneme nad měřenou součást. Ze skenovací hlavy září laserový paprsek na měřený prvek. Odražené
světlo zachycuje objektiv a velice citlivá kamera. Díky tomu nám umožňuje vyhodnotit polohu
nasnímaných bodů od skeneru. Využívá se princip triangulace bodů. Skener může mít jednu nebo tři
skenovací roviny.
3D laserové skenování patří do nedotykových měřicích metod. U laserového skenování nedochází ke
kontaktu mezi měřenou součástí a skenovací hlavou. Laserové skenery jsou vhodné pro skenování
velmi rozměrných součástí, jelikož snímají několik tisíc bodů za sekundu. Díky tomu vytváří dokonalý
tvar součásti. To je oproti dotykovému měření obrovský rozdíl. Dovolují nám měřit měkké součásti
jakéhokoliv materiálu. Na druhou stranu toto skenování nevypovídá takovou přesnost jako dotykové
měření. Další nevýhodou je zdlouhavé zpracování mračna bodů a nemožnost nasnímání lesklých ploch.
Také existuje problém se snímáním hran. Často se laserové skenování využívá u reverzního inženýrství.
9.3 Importování CAD modelu
CAD modely výrazně zjednodušují definování jmenovité geometrie
a rozměrů, což je nezbytný krok v procesu kontroly dílů.
Vyhledání nástroje
Soubor→ Import→CAD modely
Přehled
Soubor CAD může být v neutrálním formátu (IGES nebo STEP souboru) nebo nativním formátu (jako
CATIA, NX, Pro / E, SolidWorks, nebo Inventor).
Možnosti
Některé CAD platformy mají možnost přidat do modelu geometrické kótovací a toleranční prvky, které
mohou být začleněny do souboru. V závislosti na formátu souboru CAD mohou možnosti importu
zahrnovat extrahování prvků a jejich ovládacích panelů pro import modelu s kontrolními informacemi
GD&T (Geometric dimensioning and tolerancing).
V PolyWorks | Inspector:
Nástroje→ Možnosti→ Otevřít Objekty→ Reference / Data→ CAD modely→
→ [vybrat formát souboru].
o Vyberte možnost Importovat prvky a vlastnosti.
Stránka 66 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
9.4 Měření rozměrů součástí pomocí prvků
Prvky definují geometrické vlastnosti součásti,
jako jsou díry a rovinné povrchy, a obvykle se používají pro účely
srovnání součásti a pro účely kontroly rozměrů.
Vyhledání nástroje
Měřit→ Prvky→ Vytvořit
Primitivní prvek
Prvek obvykle obsahuje jmenovitou a/nebo měřenou složku, také označovanou jako primitivní prvek.
o Nominální primitivní prvek představuje teoretické nebo ideální měření,
takové, které se nachází v CAD modelu.
o Naměřený primitivní prvek je vytvořen z datových bodů naměřených na
měřené součásti.
Typy
Množství typů: Umožňuje extrakci primitivních prvků automaticky nebo výběrově z CAD referenčních
objektů, nezávisle na jejich typech (kruhy, válce, roviny atd.).
Individuální typ: Umožňuje z rozevírací nabídky zvolit, jaký typ prvku vytvořit.
Způsob vytváření
o Výběr na CAD modelu
Prvky mohou být vytvořeny výběrem geometrií na modelu v CAD.
Přesuňte kurzor myši na povrch CAD modelu a vyberte ten požadovaný,
když je zvýrazněn.
Stiskněte MEZERNÍK k přerušení režimu a otočení / posunu modelu.
Stisknutím MEZERNÍKU obnovíte režim výběru.
Stránka 67 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
o Numericky
Prvky lze vytvořit numericky pomocí matematických definic. Tato metoda vytváření nabízí parametry
specifické pro typ vytvářeného primitivního prvku.
o Z objektů a z průniku.
Při vytváření prvků pomocí konstrukčních metod, například z objektů nebo
z průniku, se nabízí výběrové pole pro výběr metody.
Pokud jsou objekty požadované pro konstrukci předem vybrány
ve stromovém zobrazení, automaticky se určí odpovídající dílčí metoda konstrukce podle typu
vybraných objektů.
Když je prvek vytvořen s využitím stávajících objektů v rámci projektu, nově vytvořené prvky jsou
závislé na původních (nadřazených) objektech použitých pro jejich tvorbu. To znamená, že všechny
změny provedené v nadřazených objektech povedou k rekalkulaci závislých podřízených objektů.
9.4.2 Měření povrchových odchylek v konkrétních lokalitách
Srovnávací bod povrchu je měřicí objekt vytvořený ve specifických
souřadnicích na povrchu referenčního objektu a měří odchylky od
datového objektu v konkrétním místě.
Vyhledání nástroje
Měřit→Srovnávací Body→ Vytvořit→ Body povrchu
Způsob vytváření
Srovnávací povrchové body jsou obvykle vytvořeny na povrchu referenčního objektu takto:
o Kotva: Body jsou ukotveny přímo na povrchu referenčního objektu ve 3D zobrazení.
o Numericky: Souřadnice bodu jsou uvedeny v dialogovém okně vytvoření.
o Z textového souboru: Txt soubor je načten z dialogu vytváření výběrem tlačítka Procházet.
Stránka 68 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Klíčová informace
Každý srovnávací bod má měřicí pásmo, který je ve výchozím nastavení válcovitý, v něm se
shromažďují naměřená data. Měřicí zóna má poloměr, což je poloměr válce, a maximální vzdálenost,
což je výška válce. Viz obr.
9.4.3 Analýza součásti podél roviny příčného řezu
Měření pomocí průřezů je měřící způsob používaný pro
2D kontrolu povrchů. Umožňuje vypočítat odchylky podél
profilů získaných z rovin řezu.
Vyhledání nástroje
Měření→Průřezy→Vytvořit→Standardní průřezy
Standardní průřezy
Standardní průřez je vytvořen protínáním srovnaných referenčních a datových objektů s řezovou
rovinou ohraničenou měřicí oblastí.
Způsob vytváření
Použijte jednu z metod vytváření průřezů:
o Podél standardní osy: Umožňuje vytvořit průřez kolmý ke standardní ose systému, jako
je osa X. Pro dosažení očekávaných výsledků se doporučuje mít správně orientovaný souřadnicový
systém.
o Podélná křivka: Umožňuje vytvořit průřez kolmý na křivku. Zahrnuje to určení typu křivky, která se
má použít, a pak určení umístění průřezu podél křivky.
o Radiální: Umožňuje vytvořit průřez, který vystupuje z axiálního primitivního prvku, jako je válec
nebo kužel.
PoloměrRadius
Maximální vzdálenost
Stránka 69 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Oblast měření
Měřicí oblast definuje 3D limity procesu řezu a vymezuje rovinu řezu. Jak je vidět níže, je to modrý
obdélník s červenými rohy. Rozměry měřené zóny jsou definovány během vytváření průřezu a lze je
upravovat přetažením stran obdélníku.
Zobrazení Průřezového navigátoru
Navigátory objektů jsou specializované nástroje, které umožňují prohlížení objektů jeden po druhém.
Je užitečné zkontrolovat vytvoření a výsledky průřezů pomocí Navigátoru průřezů, aby bylo možné
každý průřez vizualizovat samostatně.
Vybrat: Zobrazit→Průvodce objekty →Průřezy
Volby zobrazení
K dispozici je řada možností zobrazení pro vizualizaci průřezů se zachycenou nominální geometrií a
geometrií součásti.
o Vybrat Možnosti zobrazení objektu.
o V části Průřezy je k dispozici několik možností zobrazení.
Jsou k dispozici, pouze pokud je vybrána barevná mapa.
Stránka 70 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
9.4.4 Měření rozměrů pomocí posuvného
měřítka
Posuvné měřítko je měřicí zařízení široce používané ve
výrobním průmyslu k měření vzdálenosti mezi dvěma
protilehlými stranami předmětu nastavením jeho špiček tak,
aby odpovídal měřeným součástem. V nástroji PolyWorks | Inspector je softwarová simulace fyzického
posuvného měřítka.
Vyhledání nástroje
Měřit→ Měřidla→ Vytvořit→ Standardní posuvná měřidla
Přehled
Standardní posuvné měřítko změří vzdálenosti na 3D povrchu měřeného objektu.
Typy osy
Existují dva typy os pro posuvné měřítko:
o Jednoosý: Umožňuje měřit posuvným měřítkem za použití jediné osy
pro oba koncové body.
o Offset os: Umožňuje měřit posuvným měřítkem jednu osu pro každý
koncový bod.
Způsob vytváření
Standardní posuvná měřítka mohou být vytvořena za použití jedné z následujících metod:
o Kotva: Tato metoda umožňuje interaktivní ukotvení koncových bodů posuvného měřítka.
o Numericky: Tato metoda umožňuje zadávat číselné hodnoty pro souřadnice koncových bodů
posuvného měřítka.
Stránka 71 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Nastavení klíčových parametrů během vytváření posuvného měřítka.
o Orientace osy
Osa posuvného měřítka může být kolmá k povrchu, může následovat osu systému, vlastní vektor nebo
být definována koncovými body.
o Velikost špičky a štítu
Více v dialogovém okně vytvoření:
o Nastavení velikosti špiček: Poloměr 1. špičky
a poloměr 2. špičky.
Velikost hrotů nastavuje velikost štítu.
Štít na každé špičce posuvného měřítka může být použit k detekci při
prvním kontaktu střetu s datovým bodem nebo povrchem.
o Typ extrakce
Na polygonálním modelu:
o U typu extrakce Min / Max:
Čím větší je štít, tím větší je detekční zóna.
o Pro standardní typ extrakce:
Štít je ignorován a průsečík s povrchem je bod použitý pro měření.
Štít
Stránka 72 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
9.4.5 Vytvoření souřadnicového systému
Souřadnicový systém popisuje nulový bod a orientaci měříciho projektu.
Vyhledání nástroje
Nástroje→Souřadnicové systémy→Vytvořit Kartézský
Přehled
Kartézské souřadnicové systémy mohou být vytvořeny následujícím způsobem:
o Z primitivních prvků: Vybrané primitivní prvky definují souřadnicový systém.
o Volitelné: kliknutím na barevnou šipku na ose se ostatní osy kolem ní otočí o 90 stupňů, čímž se
změní jejich směr.
9.5 Kontrolní otázky
1. Jaký je princip skenováním laserovým 3D skenerem?
2. Jak probíhá měření rozměrů pomocí posuvného měřidla?
3. Jakým způsobem probíhá vytváření prvků?
4. Jak se dělí snímací skenery?
5. Z čeho se skládá konstrukce skenovacího ramene?
Stránka 73 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
10 Skenování laserovým skenerem, základní práce s programem,
GD&T a hodnocení naměřených hodnot
10.1 Skenování polygonálního modelu pomocí metrik kvality
PolyWorks | Inspector nabízí možnost získávat data pomocí skenovacích
plug-in modulů. Při skenování je možné zachytit povrch části nebo hranice vnějšího oříznutí a hranice
vnitřních děr tenkých částí.
Tato data jsou získávána ve formě polygonálního modelu nebo mračna bodů.
Vyhledání nástroje
Nástroje→ Plug-in moduly→ [název zařízení]
10.1.1Snímání plochy
Povrchové skenování shromažďuje datové body napříč celým materiálem v rozsahu digitizéru. Pokud
používáte technologii síťování v reálném čase, jsou tyto datové body převedeny na polygonální model.
o Vybrat Nástroje→ Plug-in moduly→ [název zařízení]
Alternativně, když je zařízení vybráno, klikněte na tlačítko Scan na panelu zařízení.
o Vyberte typ skenování pro skenování povrchu.
o Vyberte síťování v reálném čase.
o Zvolte polygonální model jako konečný datový typ.
o Metriky kvality
Při použití síťování v reálném čase je kvalita skenování monitorována a nekvalitní oblasti jsou
detekovány pomocí čtyř měření kvality:
o Velký úhel skeneru k povrchu
Tato metrika kvality se řídí úhlem mezi digitalizačním vektorem (směr, kterým je laserové světlo
promítáno) a kolmým vektorem skenovaného povrchu.
Nejkvalitnější data se získají, když je laser ke skenovanému povrchu kolmý.
o Nízká hustota skenování pro zakřivení sítě
Tato metrika kvality identifikuje problematické oblasti, kde lokální rozlišení datových bodů není
dostatečné k řádnému získání plynulého přechodu zakřivení.
V oblastech s nízkým zakřivením je přijatelná nízká hustota skenovaných datových bodů, zatímco v
oblastech s vysokým zakřivením je vyžadována vyšší hustota.
Stránka 74 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
o Vysoká hladina šumu
Tato metrika kvality detekuje vysokou hladinu šumu na skenovaných datech, která je často
výsledkem odrazu světla (lesklý materiál), tmavých materiálů (méně odraženého světla) nebo
strukturovaných povrchů (výstup z obrábění).
o Detekce nesrovnalostí při snímání
Tato metrika kvality analyzuje každé skenování, tak jak je zachyceno. Za určitých okolností, jako jsou
nesprávné kalibrace ramen, posunutí součástí nebo změny teploty, může dojít k nesprávnému srovnání
příchozích skenovaných vstupů, které jsou nepřijatelné na základě stanovené maximální průměrné
odchylky.
10.1.2Rovina ořezu
Při skenování součásti se často skenuje i část podložky, na které tato součást leží. V těchto situacích je
rovina ořezu užitečná pro automatické mazání bodů, které vznikly skenováním podložky.
Datové body jsou zobrazeny během průchodu skeneru, ale jsou trvale smazány poté, co skener projde
viz obr.
Při skenování Výsledný stav
o V dialogovém okně skenování zapněte Rovinu ořezu.
o Stiskněte tlačítko Definovat roviny ořezu pro definování ořezové roviny.
o Vyberte metodu: Sonda nebo Z roviny.
Stránka 75 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
10.1.3Profily skenování
Profily skenování jsou nabízeny v dialogovém okně plug-in. Po výběru profilu se hodnota parametrů
skenování odpovídajícím způsobem změní, což zjednodušuje nastavení nové relace laserového
skenování. K dispozici jsou čtyři předdefinované profily, které jsou přizpůsobeny velikosti nejmenších
detailů, které budou zachyceny:
o Hrubé rozlišení: Pro detaily větší než 2,0 mm.
o Standardní rozlišení: Pro detaily větší než 1,0 mm.
o Jemné rozlišení: Pro detaily větší než 0,5 mm.
o Extra jemné rozlišení: Pro detaily menší než 0,5 mm.
o Velký odstup: Pro skenery s odstupem větším než 500mm.
10.1.4 Import skenu
V typickém procesu kontroly, Datové objekty představují objekty, které
budou kontrolovány. Mohou být ve formě polygonálních modelů nebo
mračen bodů.
Vyhledání nástroje
Soubor→Importovat→ [vybrat typ objektu dat]
Import polygonálního modelu
Polygonální model je síť složená z trojúhelníků a vrcholů získaných z
datových bodů naskenovaných na skutečné části.
Soubor polygonálního modelu může být ve formátu PolyWorks
(například POL nebo PQK) nebo v neutrálním formátu (jako je STL nebo OBJ).
Soubor→ Importovat→ Polygonální modely
Stránka 76 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Import mračna bodů
Datový soubor může být ve formátu PolyWorks (PSL nebo PIF soubory), v
nativním formátu nebo neutrálním formátu (například IGES nebo v
textovém souboru).
Soubor→Importovat→Mračna bodů
10.1.5 Měření odchylky pomocí barevných datových map
Odchylky datových objektů z referenčních objektů mohou být měřeny.
Výsledky jsou zobrazeny ve 3D pomocí barevné datové mapy.
Vyhledání nástroje
Měřit→ Odchylky datových objektů→ od povrchu referenčního objektu
Vytvoření
o Referenční objekty: Vyberte odpovídající referenční objekty.
o Datové objekty: Vyberte příslušné datové objekty.
o Maximální vzdálenost: Při nalezení odchylek datového objektu od referenčního
objektu se považuje maximální vzdálenost hledání. Zajistěte, aby byla maximální vzdálenost větší než
očekávané odchylky, aby byly započítány všechny odchylky.
Maximální vzdálenost (horní)
(spodní)
Stránka 77 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Úprava barevné škály
Limity rozsahu
Nastavení limitů zobrazené barevnou stupnicí.
Toto nastavení je vhodné pro zlepšení čitelnosti zobrazovaných odchylek.
o V části Limity rozsahu zvolte Vlastní.
o Zadejte maximální a minimální hodnoty.
Skrýt a zobrazit barevnou mapu
Chcete-li skrýt zobrazení aktivní barevné datové mapy, klikněte na: Skrýt barevnou mapu.
10.1.6 Extrakce požadovaných údajů z nasnímaných dat
Metoda extrakce naměřených dat extrahuje měřené komponenty
vybraných měřených objektů z dostupných datových objektů s použitím
nominálních prvků objektu jako výchozího bodu.
Vyhledání nástroje
Měřit→ Extrahovat měřené
Přehled
Předpokládá se, že datové objekty byly srovnány do příslušných referenčních objektů.
Způsob extrakce naměřených dat je k dispozici z mnoha měřených objektů: prvků, průřezů,
srovnávacích bodů, měřidel a referenčních cílů.
Operace extrakce používá parametry na kartě Měření v listu vlastností každého vybraného objektu k
automatickému výběru prvků datového objektu. Poté je měřená komponenta vytvořena na základě
vybraných prvků a typu Fit: Best-fit, Min nebo Max.
Stránka 78 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Výběr prvků pro měření objektu.
o Best-fit
Je-li vybrán typ Best-fit použije se standardní algoritmus nejlepšího
přizpůsobení pro vygenerování objektu, který je průměrným přizpůsobením
uvnitř se nacházejících datových prvků.
Tento výchozí typ přizpůsobení je nejvýhodnější pro mnoho typů prvků,
například pro roviny je tato volba optimální.
V oblastech, kde se očekává, že je datový objekt obecně definován hladkým
povrchem, je jakýkoli šum digitizéru rovnoměrně distribuován nad a pod povrchem.
o Min fit
Pokud je vybrán typ Min fit, objekt je přizpůsoben tak, aby se komponenta
nedotýkala žádného bodu. V případě kruhové díry by se kruhový prvek umístil
k nejvnitřnějším datovým bodům, zatímco u rovinné plochy by se rovina
přizpůsobila k dolním datovým bodům.
o Max fit
Pokud je vybrán typ Max fit, použitý algoritmus přizpůsobení vytvoří nejmenší
možnou komponentu, která uzavře všechny uvažované datové body. U
válcové díry by se válec umístil k nejvzdálenějším datovým bodům, zatímco u
rovinné plochy by se rovina přizpůsobila nejvyšším bodům.
10.1.7 Použití navigace při skenování
Použití navigace při skenování prvků vede uživatele k tomu, aby na
základě naskenovaných prvků získal dostatek dat k provedení extrakce
těchto prvků po provedení měření.
Vyhledání nástroje
Z panelu nástrojů pro skenování:
Navigace při skenování prvků
Stránka 79 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Přehled
Chcete-li využít navigaci, musí být snímací zařízení před-srovnáno s CAD modelem a musí být vytvořeny
nominální rysy.
Pokyny jsou k dispozici pro všechny prvky, jejichž metoda měření je nastavena na:
o Nedefinováno: Vychází se z výchozích extrakčních parametrů.
o Extrakt: Vychází se z jednotlivých parametrů každého prvku.
Vizuální znaky navigační funkce
Oranžové kolíky označují umístění prvků.
Oranžové zvýraznění označuje místo, kde jsou požadovány dodatečné údaje.
Velikost a umístění zvýraznění jsou založeny na extrakčních parametrech
stanovených pro každou funkci.
Šedý kolík pod šipkou označuje umístění prvku. Tyto prvky jsou však
viditelné pouze ze zakryté strany.
Bílé zvýraznění označuje místo, kde jsou požadovány dodatečné údaje ve
formě navazujícího Datového objektu.
Stránka 80 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
10.2 Revize, report, a sdílení výsledků měření
10.2.1Revize výsledků měření
Control Reviewer nabízí stručný pohled na měřené prvky geometrie. Zobrazuje tabulku kontrolních
prvků a nabízí operace k jejich filtrování, třídění a seskupování v okně.
Vyhledání nástroje
Report→ Control Reviewer
Přehled
Control Reviewer může být použit pro:
o Přezkoumání výsledků měření různých hodnot
o Setřídění sloupců pomocí záhlaví sloupce
o Filtrování sloupců na základě jejich hodnot
o Nastavení 3D zobrazení pro zobrazení vybraného kontrolního prvku nebo
o Vytváření kontrolního zobrazení z vybraných kontrolovaných prvků nebo
nebo všech kontrolovaných prvků.
Stránka 81 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
10.2.2 Revize výsledků měření pomocí kontrolního zobrazení
Kontrolní zobrazení lze použít k přezkoumání výsledků měření účinným a strukturovaným způsobem.
Kontrolní zobrazení obsahuje seznam měřených prvků a přidružené 3D zobrazení.
Vyhledání nástroje
Ze 3D zobrazení:
Report→Vytvořit kontrolní zobrazení z 3D zobrazení
Alternativní z Control Reviewer
Kontrolní zobrazení→ Vytvořit nebo
Vytvoření kontrolního zobrazení ze 3D zobrazení.
Kontrolní zobrazení mohou být vytvořena z objektů zobrazených ve 3D zobrazení.
o Vybrat → Vytvořit Kontrolní pohled z 3D zobrazení
o Volba měřených prvků přidaných ke kontrolnímu zobrazení záleží na viditelnosti popisků objektů.
o Snímek a tabulka protokolu je automaticky generována.
Vytváření kontrolních pohledů z Control Reviewer
o Vytvořit kontrolní zobrazení z vybraných měřených prvků:
Vytvoří kontrolní zobrazení z vybraných kontrolovaných prvků v panelu.
o Vytvořit kontrolní zobrazení: Vytvoří kontrolní zobrazení ze všech
kontrolovaných prvků, také zachovává filtrování listu.
Stránka 82 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
10.2.3 Vytvoření snímků a tabulek
Reportování pomocí kontrolních pohledů umožňuje generovat snímky a tabulky
sestav, které jsou synchronizovány a propojeny s kontrolními pohledy. Snímky 3D
zobrazení a tabulky sestav vytvořené z objektů měření mohou také zakončit
protokol z měření.
Vyhledání nástroje
Report→ [vyberte volbu]
Vytvořit kontrolní snímek a tabulku protokolu z kontrolního 3D zobrazení
Kontrolní pohled vytvořen z 3D zobrazení automaticky generuje snímek a reportovací tabulku, které
se přidávají do zformátovaného reportu.
Vytvořit kontrolní snímek a tabulku ze všech kontrolních zobrazení
Jakmile jsou všechny kontrolních pohledy vytvořeny pomocí nástroje Control Reviewer, je možné
vytvářet snímky a tabulky ze všech kontrolních pohledů.
o Vybrat: Report→Vytvoření snímků a tabulek→Ze všech kontrolních zobrazení
o Z Control Reviewer, je možné vytvořit snímky a tabulky pro specifický kontrolní pohled.
o Vyberte požadované kontrolní zobrazení z kontrolního výběru.
o Klepněte na tlačítko Vytvořit snímek a tabulku pro aktivní kontrolní pohled.
Vytvoření snímku
Reportovací snímky jsou snímky pořízené z 3D zobrazení k reportování modelu a výsledků měření
v plném detailu.
o Vybrat Vytvořit→Reportovací snímky→Zachycení 3D zobrazení
Vytvoření reportovací tabulky
Reportovací tabulka je seznam požadovaných informací o jakémkoli objektu měření, jako jsou
jmenovité a měřené hodnoty, tolerance, odchylky a stav úspěšnosti / selhání. Tabulky jsou velmi
užitečným nástrojem prezentace výsledků měření.
o Vybrat Report→Vytvořit tabulky→ z objektů
Stránka 83 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
10.2.4 Report o výsledcích měření pomocí formátovaných
reportů
Vytváření reportů je klíčem k analýze a komunikaci v oblasti kontrolního
měření. Report se obvykle sestává z tabulek sestav a snímků součásti,
doplněných pozorováním, komentáři a závěry, vše naformátované do
tisknutelného dokumentu.
Vyhledání nástroje
Report→Vytvořit formátovaný report
Vytváření formátovaných reportů
Formátované reporty jsou automaticky vytvořeny pokud:
o Jsou reportovací snímek a tabulka vytvořeny z kontrolního 3D zobrazení.
o Jsou snímky a tabulky sestav vytvořeny ze všech kontrolních pohledů.
o Jsou reportovací snímek a tabulka vytvářeny z konkrétního kontrolního zobrazení.
o Jsou vytvořeny reportovací snímky 3D zobrazení.
o Jsou vytvořeny reportovací tabulky z měřených objektů.
Jakmile je sestava vytvořena a aktivní, lze do ní přidat další snímky a tabulky. Po dokončení sestavy ji
lze exportovat do formátu PDF a tudíž sdílet libovolným způsobem.
Vlastní projekt
Vlastnosti projektu lze zadat ke kategorizaci projektu, jako je číslo dílu, číslo výrobní zakázky a další.
Vybrat: Soubor→Vlastnosti projektu
Dostupné vlastnosti:
o Organizace
o Název dílu
o Jméno zákazníka
o Číslo výkresu dílu
o Číslo výrobní zakázky
o Vlastní vlastnosti
o Číslo dílu
Nastavitelné vlastnosti mohou být definovány ve vlastnostech projektu.
Stránka 84 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Určení kusových vlastností
Každý kus má některé unikátní vlastnosti, například datum a čas, ve kterém je kus měřen atd.
o Vybrat Soubor→Vlastnosti projektu
Dostupné vlastnosti:
o Počet kusů
o Číslo objednávky
o Stav schválení
o Jméno pracovníka
o Datum
o E-mailová adresa
o Čas
o Přístroj
o Sériové číslo
o Další vlastnosti
Poznámky: Nastavitelné vlastnosti mohou být definovány pro jednotlivé kusy
Určení vlastnosti sestavy
Formátované reporty mohou mít také jedinečné vlastnosti, jako je například název a autor.
Uvnitř editoru přehledů:
o Vybrat Soubor→Vlastnosti
Dostupné vlastnosti:
o Název
o Autor
Poznámky:
Nastavitelné vlastnosti mohou být definovány pro vlastnosti sestavy.
10.3 Kontrolní otázky
1. Jak se provádí extrakce prvků z mračna bodů?
2. Jak se provádí nastavení barevné mapy?
3. Jak nastavím detail skenování pro „Jemné skenování“?
4. Jak se provádím extrakce dat z mračna bodů?
5. Jak lze Vytvořit snímky a vložit je do protokolu?
Stránka 85 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11 Aplikace pokročilých postupů při práci s mobilním skenerem
ROMER
11.1 Získávání dat z více poloh zařízení
Získání datových bodů na velkých objektech vyžaduje překonání mnoha překážek. Některé objekty jsou
větší než měřicí objem zařízení. Někdy musí být data získána na povrchu součásti, která je skryta před
měřicím zařízením. Tyto situace vyžadují, aby se zařízení pro získání dat pohybovalo kolem součásti. V
PolyWorks | Inspector se pozice zařízení zabývají touto konkrétní potřebou.
Vyhledání nástroje
Nástroje→ Polohy zařízení→ Pohyb zařízení
11.1.1Srovnání pozice zařízení pomocí cíle
Sondované cíle se používají pro srovnání různých pozic zařízení. Cíle mohou být definovány z fyzických
cílů strategicky umístěných na součásti a / nebo kolem součásti, nebo to mohou být prvky (body, kruhy,
koule) na součásti. Pamatujte, že lze použít kombinaci fyzických cílů a funkcí na součásti.
o Pozice 1
o Vybrat Nástroje → Pozice zařízení →Definovat měřené cíle polohy zařízení
o Nastavte způsob: Sonda
o Snímejte potřebné cíle.
o Získejte data o části.
o Pozice 2
o Přesuňte zařízení nebo měřenou součást.
o Vyberte Přesunout zařízení
o Nastavte způsob srovnání na Cíle.
o Snímejte požadované plochy.
o Získejte data o části.
o Pozice n
o Opakujte výše uvedené kroky podle potřeby.
Stránka 86 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.1.2Propojení pozic zařízení pomocí informací o povrchu
Díl je digitalizován a skenované povrchy jsou použity pro srovnání, což zahrnuje srovnání mezi objekty
(nasnímaným a výchozím). Tato technika vyžaduje následující kroky:
o Získat data na různých pozicích zařízení.
o Srovnejte rozdílné datové objekty pomocí srovnání dat Best-fit k datovému objektu.
o Jakmile jsou datové objekty těsně srovnány, globálně optimalizujte srovnání.
o Sjednoťte polygonální modely do jednoho datového objektu.
11.1.3Získávání dat
o Pozice 1
o Získávání údajů ze součásti.
o Pozice 2
o Přesuňte zařízení nebo část.
o Vybrat Přesunout zařízení
o Nastavte způsob srovnání na Vlastní (Custom).
o Získejte údaje ze součásti.
o Pozice n
o Opakujte výše uvedené kroky podle potřeby.
11.1.4Srovnání různých datových objektů k sobě
Na základě informací o povrchu použijte srovnání objektů Data-Data Best-Fit k srovnání datových
objektů k sobě. Vyžadují se překrývající se údaje.
Srovnat→ Best-Fit Datové Objekty→ Data do datových objektů
o Klepněte na srovnání datových objektů
Stránka 87 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.1.5Globální optimalizace srovnání
Pokud jsou přítomny tři nebo více datových objektů z různých pozic zařízení, lze srovnání všech
datových objektů optimalizovat pomocí metody globálně optimalizovaného srovnání, aby se zajistily
nejlepší výsledky, pokud jde o srovnání mezi naskenovanými datovými objekty. Obvykle by tato
metoda měla být použita v poslední poloze zařízení.
Srovnat→Best-Fit Datové Objekty → data do datových objektů
o Klepněte na Globálně optimalizovat srovnání.
11.1.6Sjednocení polygonálních modelů
Před prohlídkou součásti se doporučuje sjednotit polygonální modely do pouze jednoho datového
objektu.
Nástroje→Datové objekty → Vytvořit polygonální model
11.2 Srovnání měřené součásti k referenčnímu objektu
11.2.1 Srovnání pomocí povrchů objektu
Srovnání je operace, která přenese datový objekt do souřadnicového
systému referenčního objektu. Dostupná naskenovaná data vybraných
datových objektů na povrch referenčních objektů (model CAD).
Vyhledání nástroje
Srovnání→ Best-Fit Datové objekty→ Data do referenčních objektů
Přehled
Toto srovnání se provádí ve dvou krocích. Za prvé, předběžné srovnání se provádí pro přiblížení
naskenovaných dat k referenčnímu objektu. Poté se provede samotné srovnání, což je optimalizační
krok pro minimalizaci odchylek datových bodů ve vztahu k povrchu referenčního objektu.
Předběžné srovnání
Pro správnou funkci automatického předběžného srovnání musí datový objekt pokrýt většinu
referenčního objektu a referenční objekt nesmí mít symetrický tvar.
Dostupné metody jsou:
o Automatické: Toto je standardní metoda.
o Bodové páry: V případě, že automatické předběžné srovnání nepřinese výsledek, je možné
předběžné srovnání provést ručně, pomocí jedné z metod Bodových párů.
Stránka 88 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Srovnání bodových párů
Po vstupu do režimu se referenční objekt a datový objekt zobrazí v samostatných oknech.
o Klepněte na tlačítko N Bodových párů.
o Přesunutím referenčního objektu (vlevo) a objektu Data (vpravo)
budou mít objekty podobnou orientaci. To usnadňuje
výběr párů bodů v podobných oblastech
o Ukotvěte odpovídající body na obou objektech pomocí stejného
pořadí. Jsou požadovány minimálně tři páry bodů.
Body jsou zobrazeny pomocí stejné barvy a stejného
čísla v dolním indexu.
o Klepněte pravým tlačítkem myši pro dokončení operace.
Maximální vzdálenost
Maximální vzdálenost je poloměr vyhledávání používaný k přiřazení datových bodů k povrchu
referenčního objektu.
Pokud je datový objekt výrazně odchýlen od referenčního objektu, zvyšte maximální vzdálenost tak,
aby odpovídala datovým bodům povrchu referenčního objektu.
Stránka 89 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.2.2 Srovnání pomocí sondování povrchových bodů
Způsob srovnání povrchových sondovaných bodů se používá k srovnání
sondovaných bodů s body ve stejných místech na referenčním objektu.
Tento nástroj předběžného srovnání velmi usnadňuje vizualizaci a
přístup k dalším operacím.
Vyhledání nástroje
Zarovnání→ Zarovnání bodů povrchu
Způsob vytváření
o Ukotvit: Ukotvit šest bodů v referenčním objektu, které budou použity
pro srovnání
Všech šest stupňů volnosti by mělo být omezeno použitím metody 3-2-1
srovnání.
Metoda měření
o Zdrojové body sondy: Na fyzické součásti sondujte stejných šest bodů
ve stejném pořadí.
Stránka 90 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.2.3 Srovnání pomocí kolmých rovin (Srovnání na tři roviny)
Metoda srovnání kolmých rovin srovná datový objekt k referenčnímu
objektu tím, že srovná tři roviny (rovinné prvky).
Vyhledání nástroje
Zarovnání→ Prvkově založené →Zarovnání kolmých rovin
Přehled
Roviny se musí protínat v prostoru, aby mohly být použity pro toto srovnání.
Pořadí, ve kterém jsou roviny uvedeny, je důležité. První rovina je primární rovina a má přednost před
druhou a třetí rovinou při srovnávání.
o Zdroj
Měřené části rovinných prvků použitých pro srovnání by měly být ve sloupci
Zdroj.
o Destinace
Odpovídající nominální části rovinných prvků by měly být ve sloupci Destinace.
Stránka 91 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.2.4 Srovnání pomocí roviny, osy, a středového bodu
V metodě srovnání pomocí roviny, osy a středového bodu je
používána k srovnání datových objektů na referenční objekty
dvojice rovinných prvků: směrové prvky a prvky středových
bodů.
Vyhledání nástroje
Zarovnání → Založené na prvcích→ Pomocí roviny, vektoru a středového bodu
Přehled
Měřená součást objektu je přiřazena jako zdrojový objekt, zatímco jeho nominální součást je přiřazena
jako cílový objekt.
o Sekvence: Nastavuje posloupnost, v jakém pořadí jsou prvky upřednostňovány.
o Zdroj: Měřené prvky součásti použitých pro srovnání by měly být specifikovány jako zdrojové
objekty.
o Destinace: Nominální (jmenovité) prvky součásti k srovnání by měli být uvedeny jako destinace.
Stránka 92 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.2.5 Best-fit
Tato metoda srovná měřené prvky objektu měření s odpovídajícími
nominálními prvky.
Může být použita celá řada měřených objektů.
Vyhledání nástroje
Zarovnání→ Nejlepší proložení na měřené objekty
Přehled
Tato metoda srovnání minimalizuje vzdálenost mezi měřenými datovými body nebo změřenou
geometrií měřených objektů k nominální geometrii měřených objektů.
Součást by měla být před-srovnána k referenčnímu objektu. Je však možné specifikovat předběžnou
úpravu před provedením srovnání Best-fit měřených objektů.
K dispozici je několik technik srovnání na základě typů použitých objektů měření. Je možné použít:
o Prvky (všechny typy s výjimkou vzdálenosti, úhlů, desek a křivek)
o Srovnání bodů
Je doporučeno vybrat objekty, které budou použity pro srovnání ve stromovém
zobrazení před přístupem k srovnání měřicích objektů Best-Fit.
Vybrané objekty jsou automaticky přidány do podokna.
Klíčové parametry
o Automatické před-srovnání: Proveďte automatické před-srovnání za účelem
lepšího výsledku v situacích kdy jsou objekty daleko
od sebe a jsou možná různá optimalizační řešení.
o Určete směr srovnání (X, Y, Z), pro každý objekt.
o Best-fit měření objektů – Panel s Nastavením a výsledky.
o Použití X, Y, Z viz. obr.
Stránka 93 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.2.6 Srovnání pomocí referenčních hodnot
Referenční cíle jsou body, čáry nebo oblasti, které lze použít
k omezení srovnání podél určeného směru. Obvykle se
vyskytují ve výkresech plechových součástí, jakož i ve
výkresech forem a zápustek, ve kterých jsou stanoveny
specifické souřadnice součásti a jsou stanoveny směry podél
standardních os pro srovnání součásti.
Vyhledání nástroje
Zarovnání→ Referenční Cíle→ Srovnání
Zarovnání→ Referenční Cíle→ Srovnání sondováním
Vytvoření referenčních hodnot
o Vybrat: Měření→ Referenční Cíle→Vytvořit→ [vybrat typ]
Referenční body: Jsou umístěny v přesných souřadnicích a srovnávají Datový objekt podél
směrů srovnání. Existují podtypy referenčních cílových bodů.
o Povrchové referenční body: Jsou umístěny v přesných souřadnicích
na povrchu referenčních objektů.
o Prvkové referenční body: Jsou vytvořeny z přesných souřadnic
referenčního objektu a jsou spojeny s jednotlivými prvky,
jako je kruh, díra nebo rovina.
Referenční přímky: Jsou vytvořeny z přímkových prvkůa jsou omezeny výstupky nebo ostrými hranami.
Referenční cílové oblasti: Srovnávají datový objekt v závislosti na určité
oblasti s referenčním objektem.
o Nastavte směr srovnání cílového bodu. To může být nastaveno
Automaticky, Normálový bod, + X, -X, + Y, -Y, + Z, -Z nebo směr XYZ.
Stránka 94 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Srovnání
Tato metoda vyrovnání je pro referenční cíle, které jsou měřeny pomocí metod extrakce měření nebo
snímání. Umožňuje provedení srovnání po změření referenčních cílů, jakož i prvků navázaných nebo
specifikovaných na referenční cílové body prvku.
o Po provedení měření, vyberte referenční cíle ve stromové nabídce.
o Vybrat: Zarovnání→Referenční Cíle→Zarovnání
Srovnání sondováním
Tento způsob srovnání je pro referenční cíle, které se měří pomocí metod měření sondy. Je určeno pro
snímání referenčních povrchových cílových bodů přímo i vázaných prvků nebo pro prvkové referenční
cílové body. Toto srovnání se provádí tím, že bude každý cílový bod naskenován.
o Vyberte referenční cílové body ve stromové nabídce.
o Vybrat: Srovnání →Referenční Cíle→Srovnání sondováním
o V podokně srovnání referenčních cílových bodů sondováním,
klepněte na tlačítko Sondováno.
Stránka 95 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
11.2.7 Srovnání pomocí datového referenčního rámce
Datový Referenční rámec (DRF) je odkaz, který slouží k orientaci a
lokalizaci objektů v prostoru. DRF se může skládat z datových prvků s
nominálními a měřenými primitivními prvky. Může se také skládat z
datových bodů. DRF slouží k orientaci a lokalizaci tolerančních zón,
které jsou kontrolovanými prvky geometrického kótování a tolerance
(GD&T).
Vyhledání nástroje
Srovnání→ Datový referenční rámec→ Srovnání
Srovnání→ Datový referenční rámec→ Srovnání sondováním
Srovnání
Tato metoda umožňuje srovnat datové objekty na definovanou DRF pomocí referenčních bodů nebo
pomocných cílů, které jsou již změřené, a to buď s použitím metody extrakce, nebo metody sondování.
o Vybrat: Srovnání→Datový referenční rámec→ Srovnání
o DRF je již specifikováno v rámci kontroly prvků GD & T kontrolované prvky
se automaticky objeví v seznamu. Vyberte existující DRF a proveďte srovnání.
o Vytvořte novou DRF z dialogového okna. Poté ji vyberte ze seznamu a proveďte srovnání.
Stránka 96 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Srovnání sondováním
Tato metoda umožňuje srovnávat datové objekty na definovanou DRF pomocí vztažného bodu nebo
pomocného cíle, který se změří pomocí sondy. Pořadí, ve kterém jsou data sondována, je založen na
jejich pořadí v Datovém referenčním rámci.
o Vybrat: Srovnání→Datový referenční rámec→ Srovnání sondováním.
Ve srovnávacím referenčním rámci v panelu Sondování:
o DRF je již uvedeno v rámci kontrolních prvků funkcí GD & T a tudíž se automaticky
objeví v seznamu. Vyberte existující DRF.
o Vytvořte novou DRF z podokna. Klepněte na tlačítko Vytvořit datový
referenční rámec. Po vytvoření, jej vyberte ze seznamu.
o Klepněte na tlačítko Měřeno sondou.
11.3 Kontrolní otázky
1. Popište srovnání pomocí kolmých rovin (na tři roviny).
2. Popište přemístění ramene.
3. Jaké jsou druhy vyrovnání?
4. Jak se provádí Vytvoření položek: „Nový dílec“ a „Nová šablona“?
5. Jak se provádí srovnání pomocí: roviny, osy a středového bodu?
Stránka 97 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
12 Základní seznámení se software SpaceClaim
12.1 Základní nástroje pro práci ve SpaceClaim
Náčrt
Náčrt je důležitá fáze modelování v případě, že chcete vytvořit zcela novou geometrii. Pro úpravy
stávající geometrie není, ve většině případů, nutné náčrt využívat.
Pro náčrt můžete použít základní konstrukční prvky, jako je bod, úsečka, kružnice nebo křivka. Můžete
využít i zjednodušených nástrojů jako např. mnohoúhelník, obdélník, obdélník třemi body, elipsa a
další.
Náčrt lze provádět na 2D mřížku nebo na plochu či stěnu modelu.
Stránka 98 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Úpravy
Funkce pro úpravy slouží k editaci stávající geometrie nebo k vytváření nové geometrie z náčrtu.
Většina funkcí a možností úprav je reprezentována těmito čtyřmi nástroji:
Vybrat
Touto funkcí lze provádět výběry bodů, úseček, oblouků, křivek, kružnic, hran, ploch, těles, sestav, os,
výběry ve 2D nebo 3D, výběry v okně kreslení nebo v panelech sestavy modelu, výběry dle vlastností
prvků a mnoho dalšího.
Při označování lze použít jednoduché, dvojité nebo trojité kliknutí, přičemž se vybere jeden prvek,
řetězec nebo celá součást. Samozřejmostí je také možnost výběru oknem nebo pomocí klávesové
zkratky Ctrl+A.
Vytáhnout
Funkce slouží pro offsetování, prodloužení, rotaci, tažení, náklon, propojení ploch, zaoblení nebo
sražení rohů a prodloužení hran ploch. Funkci lze použít mimo jiné i k uchopení a tažení bodu v rovině
a vytvoření křivky.
Při použití této funkce je zobrazena nabídka rozšiřujících funkcí a při označení prvků i kontextová
nabídka pro úpravu daného prvku.
Stránka 99 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Posun
Tuto funkci lze opět využít jak ve 2D, tak i ve 3D. Chování funkce se mění v závislosti na tom, jaký typ
prvku je označen.
Označíte-li těleso, můžete jej posouvat nebo rotovat.
Při označení stěny tělesa můžete těleso zvětšovat nebo zmenšovat. Můžete také naklánět stěnu atd.
Při posouvání lze tvořit pole.
Vyplnit
Touto funkcí lze zrušit některé útvary na modelu nebo ploše či křivce. Můžete například odstranit
otvory, zaoblení nebo sražení hran, přechodové rádiusy, kapsy, nálitky, vybrání a mnoho dalšího.
Stránka 100 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Tyto čtyři funkce jsou základními nástroji SpaceClaim, kterými budete schopni provádět naprostou
většinu potřebných úkonů. Všechny tyto funkce mají široké možnosti využití a díky doplňkovým
funkcím a nabídkám vám umožní pracovat rychle a efektivně, bez nutnosti detailní znalosti prostředí a
panelů. To vše je doplněno českou kontextovou nápovědou pro ještě lepší orientaci.
Všechny tyto základní funkce mají vlastní klávesové zkratky. V menu SpaceClaim pak lze nastavit, zda
budou tyto zkratky viditelné na panelech.
Prolnutí
Pro práci se sčítáním nebo rozdělováním ploch a těles lze využít funkce z panelu Protnout, mezi které
patří:
Kombinovat
Tato funkce poskytuje nástroje pro:
Sčítání těles - tělesa jsou sečtena do jednoho
Rozdíly těles - tělesa jsou odečtena. Jejich průniky mohou být ponechány nebo automaticky
odstraněny.
Tvorba 3D křivek průniků ploch - na průnicích ploch lze vytvořit 3D křivku, která může dále sloužit
například pro tvorbu plochy apod.
Stránka 101 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Rozdělit těleso
Tato funkce umožňuje velmi rychlé rozdělení součásti dle označené plochy či roviny. Mezi doplňkové
podfunkce patří například automatické sečtení zbylých těles po odstranění jejich nepotřebných částí.
Rozdělit plochu
Tímto nástrojem lze rozdělit plochy nebo plochy na tělesech jedním až dvěma kliknutími. Stačí pouze
vybrat plochu a zvolit způsob rozdělení – například dle jiné plochy, křivky na ploše, mezi dvěma body,
automatické rozdělení rotačních ploch apod.
Stránka 102 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
Promítat
Tato funkce slouží pro průmět skic, křivek nebo hran ploch a těles na plochu, těleso nebo do roviny.
Všechny funkce pro prolnutí těles a průměty opět disponují velkým množstvím doplňkových funkcí,
které vám pomohou rychle a snadno dosáhnou požadovaného výsledku.
12.2 Kontrolní otázky
1. Popište využití náčrtu.
2. Jak lze vytáhnout náčrt do 3D?
3. Jak lze provést Posun (rotaci)?
4. Jak rozdělit těleso?
5. Jak rozdělit plochu?
Stránka 103 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
13 Prezentace týmových projektů k měření systémem ROMER,
konzultace, rekapitulace
Cílem tohoto výukového bloku je umožnit studentům prezentovat výsledky zadaných týmových
projektů realizovaných v předcházejících výukových blocích pomocí 3D měřicího systému ROMER
Absolute Arm včetně základů práce transformace naskenovaných dat do plnohodnotného CAD modelu
s aplikovatelností v reverzním inženýrství.
Dalším cílem je na základě prezentace výsledků vyhodnotit jejich kvalitu, konzultovat získané poznatky
z měření a vyhodnocování, jakož i z vlastní prezentace. Součástí bloku je rovněž finální diskuse se
studenty k práci na 3D měřicím přístroji a na CAD modely transformačním software a rekapitulace
klíčových parametrů práce.
Po tomto výukovém bloku by studenti měli porozumět principům:
• základů 3D měření pomocí 3D měřícího systému kombinující dotykovou sondu a laser,
• manipulace a ovládání moderních 3D měřícího systému kombinující dotykovou sondu a laser,
• základů práce s importem a exportem virtuálních objektů a CAD dat,
• základů práce s profesionálním softwarem pro rozměrovou analýzu, digitalizaci objektů a
softwaru pro transformaci naskenovaných dat do CAD modelů.
Po tomto výukovém bloku by studenti měli umět:
• na základě konkrétního zadání posoudit vhodnost aplikovatelnosti 3D měřícího systému
kombinující dotykovou sondu a laser pro danou měřicí úlohu,
• připravit měřený objekt, 3D měřící systém kombinující dotykovou sondu a laser pro práci,
• ovládat 3D měřící systém kombinující dotykovou sondu a laser při vlastním měření,
• v základním rozsahu využívat profesionální řídicí a vyhodnocovací software,
• komparovat naskenovaný model s podkladovým modelem a vyhodnotit odchylky,
• převést původní 3D model objektu na plnohodnotný 3D CAD datový objekt,
• v základu pracovat s CAD modely v 2D a 3D pro přípravu na další aplikace, např. reverzní
inženýrství nebo 3D tisk.
Stránka 104 z 104
Realizováno v rámci projektu:
Kurzy pro společnost 4.0, s registračním číslem: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_031/0011591
POUŽITÁ LITERATURA
ŠTRONER, M., 2013. 3D skenovací systémy. 1. Vydání. Praha: ČVUT. ISBN 9788001053713.
DĚDIČ, M., 2019. 3D scanning and analysis of acquired data of historically and culturally significant
objects referring to the work of Adalbert Stifter. MATEC Web of Conferences.
MANUÁL firmy INNOVMETRIC. PolyWorks Inspector Training Workbook: Basic Probing and Scanning
Applications for Portable Metrology. Québec QC Canada, 2014.
MANUÁL firmy INNOVMETRIC. PolyWorks Inspector Training Workbook: Basic Probing and Scanning
Applications for CNC CMM. Québec QC Canada, 2014.
HRBKOVÁ Eliška. Problematika měření obecných tvarových ploch s využitím CMM. Praha 2016.
Bakalářská práce (Bc.). ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE. Fakulta strojní Ústav technologie
obrábění, projektování a metrologie.
ČERMÁK Jan. Metody 3D skenování objektů. Brno 2015. Bakalářská práce (Bc.) VYSOKÉ UČENÍ
TECHNICKÉ V BRNĚ. Fakulta strojního inženýrství ústav automatizace a informatiky.
ČSN EN ISO 1101. Geometrické specifikace produktu (GPS)
SPACECLAIM. První kroky ve SpaceClaim: Průvodce pro seznámení se SpaceClaim. Tř. T. Bati 2112 Zlín,
2019.