Brazos de medición
OnyxAceBrazos de medición
con escáneres 3D
Onyx SkylineAce Skylinecon escáneres 3D
En esencia, el escaneado 3D por triangulación láser se encuentra un principio simple pero ingenioso, que utiliza un escáner de metrología para realizar mediciones tridimensionales de cualquier objeto mediante un haz láser.
El principio de triangulación láser funciona mediante la combinación de un láser y una cámara. Un haz láser se proyecta sobre la superficie del objeto y una cámara captura la luz reflejada. Al conocer los ángulos y la distancia entre el láser y la cámara, el sistema calcula las coordenadas exactas en la superficie del objeto utilizando una relación trigonométrica.
Escáneres 3D avanzados como los Escáneres Kreon diseñados para mediciones por triangulación láser aseguran una captura de datos confiable de la forma y las características exactas de los componentes con una precisión notable, todo gracias a un haz láser.
Esto permite a los fabricantes alcanzar con confianza sus objetivos de control de calidad y desarrollo de productos en una amplia gama de aplicaciones industriales.
El término "triangulación" en el contexto del escaneo 3D proviene de dos aspectos principales:
1. Configuración del sistema: los componentes del sistema, que incluyen la fuente láser (1), la cámara (2) y la línea láser (3) en el objeto a digitalizar, están dispuestos de manera que forman los tres puntos de un triángulo.
2. Principio matemático: el método utiliza principios basados en triángulos semejantes. Esto implica el uso de relaciones y proporciones de los triángulos, con cálculos trigonométricos para convertir la información 2D capturada en la imagen digital en coordenadas 3D reales.
En el escaneo 3D por triangulación láser, los parámetros conocidos son la longitud de un lado del triángulo, la distancia entre la cámara y el emisor láser, y el ángulo formado entre el emisor láser y la cámara. La precisión del escáner está relacionada con la exactitud de la medición de la distancia y el ángulo entre el emisor láser y la cámara, así como con la forma en que se mantienen estos parámetros de manera consistente en el tiempo durante el funcionamiento del escáner. Además, la precisión del escáner depende de la resolución del sensor de la cámara.
Al observar la posición del punto láser en el campo de visión de la cámara, se puede determinar el ángulo desde el lado de la cámara. Estos tres parámetros definen la forma y las dimensiones del triángulo y localizan la posición del punto láser.
La imagen a continuación muestra cómo la cámara percibe la línea láser. La línea aparece deformada en función de la forma de la superficie del objeto. La coordenada Y de un punto en la línea láser en la imagen aumenta con la altitud del punto correspondiente en el objeto.
Aquí hay un proceso paso a paso explicado:
1. Se proyecta una línea láser verticalmente sobre el objeto a digitalizar.
2. Una cámara, inclinada a un ángulo (θ) en relación con el plano láser, graba la escena para determinar la posición del objeto.
3. La línea digitalizada se transforma en una serie de puntos 2D con una abscisa común.
4. Al mover el escáner, la cámara registra una nueva línea láser después de la primera, y así sucesivamente, formando una sucesión de líneas láser que pueden superponerse para formar la forma completa del objeto en 3D.
El posicionamiento preciso del escáner en un espacio de trabajo 3D es crucial para colocar las líneas de escaneo de manera efectiva. Esto requiere una comprensión profunda de la localización del escáner dentro del espacio de trabajo.
El enfoque principal para lograr esto es el Sistema de Posicionamiento Externo , que incluye dispositivos externos como un brazo de medición o una Máquina de Medición por Coordenadas (CMM), que permite realizar mediciones totalmente independientes y de alta precisión.
La frecuencia del escáner determina la velocidad de adquisición de líneas. Cuanto mayor sea la frecuencia, más cercanas estarán las líneas y más rápido podrá moverse el operador.
Para garantizar una cobertura completa y precisa, se pueden realizar múltiples escaneos desde diferentes ángulos o posiciones en relación con el objeto. Los datos de múltiples escaneos se alinean y fusionan en una única nube de puntos, que representa las coordenadas espaciales precisas de los puntos en la superficie del objeto.
Los datos de la nube de puntos se procesan para reconstruir la geometría superficial del objeto en tres dimensiones, pudiendo generar una superficie en malla. La salida final del proceso de escaneo es un modelo digital del objeto, que se puede utilizar para diversas aplicaciones, como inspección, control de calidad, ingeniería inversa o preservación digital de obras de arte.
El escaneo láser ofrece beneficios significativos en varios sectores. En la industria manufacturera, garantiza una precisión a nivel micrón para el control de calidad, la detección de defectos y la verificación de geometrías complejas. La industria automotriz utiliza escáneres láser para la validación de piezas y la inspección de herramientas, apoyando el desarrollo de vehículos más fiables y seguros. Los ingenieros aeroespaciales dependen del escaneo láser para pruebas no destructivas y sin contacto, permitiendo capturar desde detalles complejos hasta grandes ensamblajes sin dañar componentes sensibles.
En conclusión, la tecnología de escaneo 3D por triangulación láser es increíblemente precisa y útil para medir y capturar objetos industriales en sus mínimos detalles. Ayuda a las industrias a ser precisas, a trabajar más rápido y a analizar e implementar datos confiables. Esta tecnología se utiliza de muchas maneras y sigue mejorando, acelerando los proyectos industriales para maximizar su productividad.
