ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΔΙΑΣΤΑΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ – ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Μπεκρής Ευάγγελος Σταματούλης Ελευθέριος

Εισαγωγή Στο 7ο εξάμηνο του προγράμματος σπουδών του τμήματος Βιομηχανικού Σχεδιασμού διδάσκεται το μάθημα: «Αυτόματος Διαστατικός Έλεγχος», στα πλαίσια της εξοικείωσης των φοιτητών με μηχανές CMM, που είναι ικανές να σαρώνουν τα αντικείμενα τρισδιάστατα. Η μηχανή τρισδιάστατης σάρωσης που χρησιμοποιήσαμε είναι ιδιοκτησία της Roland Digital Group και ονομάζεται PICZA. Χρησιμοποιεί το λογισμικό Dr.PICZA για την ορθότερη και πιο εύχρηστη λειτουργία της μέσω του λειτουργικού WINDOWS. Οι απαιτήσεις σε υλικό για υπολογιστή δεν είναι υψηλές αφού η μηχανή λειτουργεί άνετα π.χ. με έναν Pentium. Με το νέο PICZA, μπορείτε να ανιχνεύσετε οποιοδήποτε αντικείμενο και να δημιουργήσετε μια ψηφιακή τρισδιάστατη εικόνα στο PC σας. Ακόμα και οι άνθρωποι που δεν έχουν πολύ εμπειρία σχεδίων μπορούν να δημιουργήσουν μια επαγγελματική γραφική παράσταση και να ανιχνεύσουν εύκολα τους αριθμούς ή τα μοντέλα αργίλου.

Η μηχανή τρισδιάστατης σάρωσης PICZA, χρησιμοποιεί ένα νέο αισθητήρα τύπου R.A.P.S, ο βασικός σκοπός του οποίου είναι να εκμηδενίζει τα μειονεκτήματα των συμβατικών τρισδιάστατων σαρωτών, τύπου επαφής. Ο αισθητήρας R.A.P.S (Roland Active Piezo Sensor), μας δίνει τη δυνατότητα να ανιχνεύσουμε αντικείμενα με ακρίβεια τρίχας στα σημεία σάρωσης. Το ελάχιστο βήμα ανίχνευσης είναι 0.025mm στο ύψος (άξονας z) και 0.05mm στο πλάτος (άξονας x) και το βάθος (άξονας y). Οι μέγιστες διαστάσεις σάρωσης είναι 150 mm στον άξονα x, 100 mm στον άξονα y και 40 mm ως προς τον άξονα z. Επίσης αυξάνοντας την ακρίβεια ανίχνευσης, το R.A.P.S. έχει επεκτείνει τη σειρά των υλικών που μπορούν να ανιχνευθούν. Ο πλήρης έλεγχος του σαρωτή μπορεί να επιτευχθεί μέσω του λογισμικού του. Αρκεί να οριστούν οι βασικές παράμετροι ανίχνευσης (όπως η περιοχή και το βήμα) και να πατηθεί το κουμπί έναρξης του Dr. PICZA. Οι σαρώσεις που κάνουμε μπορούν να αποθηκευτούν με τις εξής παρακάτω μορφές αρχείων : DXF VRML STL 3DMF BMP Έτσι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα εξαγόμενα αρχεία για περαιτέρω επεξεργσία με άλλες σχεδιαστικές/κατασκευαστικές λογισμικές πλατφόρμες.

1ο Εργαστήριο Στο πρώτο εργαστηριακό μάθημα που πραγματοποιήσαμε ήρθαμε για πρώτη φορά σε επαφή με τον τρισδιάστατο σαρωτή PICZA. Με την καθοδήγηση του καθηγητή μας, με την βοήθεια του οποίου κατανοήσαμε πλήρως τις λειτουργίες του Dr. PICZA, ορίσαμε τις απαραίτητες παραμέτρους που απαιτούνταν ώστε να σαρώσουμε επιτυχώς το αντικείμενο. Στο πρώτο αυτό μάθημα το αντικείμενο σάρωσης ήταν ένας διακόπτης ρεύματος μηχανήματος. Τοποθετήσαμε το διακόπτη στην τράπεζα της μηχανής και ορίσαμε τις εξής παραμέτρους: Ορίσαμε την ποιότητα σκαναρίσματος Fine ή Draft Ορίσαμε την περιοχής σάρωσης στους άξονες x και y και θέσαμε πάνω όριο στον z, με τη βοήθεια ενός φύλλου χαρτιού. Επίσης, θέσαμε το βήμα της σάρωσης, δηλαδή κατά πόσο χιλιοστά ανά άξονα θα καταγράφει μία νέα τιμή η βελόνα. Το βήμα στην περίπτωση μας ήταν: 3.5mm Έχοντας ολοκληρώσει τις παραπάνω απαραίτητες ρυθμίσεις πηγαίνουμε Control  Start Scan για να αρχίσει η σάρωση. Μόλις ολοκληρωθεί η σάρωση φέρνουμε το σαρωμένο αντικείμενο στην κατάλληλη όψη, ώστε να μετρήσουμε τις βασικές του διαστάσεις. Οι μετρήσεις αυτού του μαθήματος ήταν: Dx:43.38 Dy = 31.40mm Dz: 19.021

2ο Εργαστήριο Στο 2ο εργαστήριο ασχοληθήκαμε και πάλι με τη μέτρηση του διακόπτη. Η μόνη διαφορά με το προηγούμενο εργαστήριο ήταν ότι πήραμε βήμα – Pitch στον άξονα x: 3.00mm και στον άξονα y: 3.00mm. Ο τύπος σάρωσης και σε αυτή τη διαδικασία όπως και παραπάνω ήταν Draft. Κατά τα γνωστά πήγαμε Control  Start Scan για να ξεκινήσει η σάρωση. Μόλις τελείωσε μέσα από το View  Display Coordinates, πήραμε τις μετρήσεις: Dx: 42.2mm Dy: 29.9mm Dz: 18.83mm

3ο Εργαστήριο Στο 2ο εργαστήριο ασχοληθήκαμε και πάλι με τη μέτρηση του διακόπτη. Χρησιμοποιήσαμε τύπο σκαναρίσματος Draft και πήραμε βήμα σάρωσης Pitch: 3.50mm στους άξονες x και y. Οι μετρήσεις έδειξαν τα εξής: Dx: 42.6 mm Dy: 28 mm Dz: 18.402 mm

4ο Εργαστήριο Στο τέταρτο μάθημα χρησιμοποιήσαμε κάτι διαφορετικό. Εξετάσαμε ένα καπάκι ενός πλαστικού μικρού μπουκαλιού νερού. Σε αυτή την μέτρηση δεν ορίσαμε άνω όριο στον z με τη βοήθεια φύλλου χαρτιού, για το λόγο ότι η επιφάνεια από το καπάκι ήταν επίπεδη -σε αντιδιαστολή με το διακόπτη όπου είχαμε ανώμαλες επιφάνειες. Επίσης, επειδή το καπάκι του μπουκαλιού είναι ως γνωστόν στρογυλλό, είναι και συμμετρικό, οι τιμές των x και y ταυτίζονταν. Έτσι είχαμε: Dx: 36 mm Dy: 36 mm Dz: 12.08

5ο Εργαστήριο Και σε αυτό το μάθημα ασχοληθήκαμε με την ανίχνευση των διαστάσεων που έχει το καπάκι ενός πλαστικού μπουκαλιού. Το βήμα, όμως αυτή τη φορά ήταν 3.5mm, με αποτέλεσμα τα νούμερα των μετρήσεων μας να είναι διάφορα από αυτά του προηγούμενου μαθήματος. Έχουν ως εξής: Dx: 35.5 mm Dy: 35.5 mm Dz: 12.5 mm

6ο Εργαστήριο Σε αυτό το εργαστήριο ασχοληθήκαμε και πάλι με το σκανάρισμα ενός τρισδιάστατου αντικειμένου. Αυτό ήταν πάλι το καπάκι. Στο προκείμενο μάθημα δεν είχαμε σκοπό να δούμε διαφορά που θα λαμβάναμε εξαιτίας της αλλαγής του βήματος σάρωσης, αλλά το αποτέλεσμα που θα είχαμε παίρνοντας τύπο σκαναρίσματος Fine και όχι Draft. Πήραμε τις παρακάτω μετρήσεις: Dx: 35.5 mm Dy: 35.5 mm Dz: 12.3 mm

7ο Εργαστήριο Στο 7ο κατά σειρά εργαστήριο είδαμε κάτι εντελώς διαφορετικό από το PICZA. Ασχοληθήκαμε με ένα υπερηχόμετρο. Ήταν ένα υπερηχόμετρο με πομπό και δέκτη, το οποίο είχε την ικανότητα να κάνει μετρήσεις ακριβείας μικρών του χιλιοστού, δηλαδή 6 δεκαδικών ψηφίων. Δουλεύει με αισθητήριο υπερήχων. Έτσι όταν τίθεται σε λειτουργία και εμείς τοποθετούμε ένα αντικείμενο απέναντι, σε απόσταση, στέλνει ένα κύμα ακτινοβολίας, αυτό ανακλάται στο αντικείμενο και επιστρέφει στο δέκτη μετρώντας τη διαφορά του χρόνου με γνωστή την ταχύτητα του ήχου και το χρόνο. Αφού ως γνωστόν: S = U*t (m)

Στη διάρκεια του 7ου εργαστηρίου πραγματοποιήσαμε μέτρηση ενός αλόγου από τα πιόνια σκιακιέρας. Τα αποτελέσματα ήταν εξαιρετικά, αφού χρησιμοποιήσαμε βήμα σάρωσης 0.60 mm κατά x και y. Άποθηκεύσαμε το αρχείο σε DXF και STL μορφή για να επεξεργαστούμε τα δεδομένα με διαφορετικούς τρόπους σε διαφορετικά σχεδιαστικά πακέτα.

8ο Εργαστήριο Στο 8ο και τελευταίο μάθημα ασχοληθήκαμε και πάλι με τη μέτρηση του διακόπτη αλλά αυτή τη φορά τον μετρήσαμε με τη βοήθεια ενός παχυμέτρου. Έτσι βρήκαμε: Dx: 40.5 mm Dy: 26.09 mm Dz: 19.55 mm