Michael Alba | Subject Leader | Engineering.com | 24/01/2019
Il FARO ® 8-Axis FAROArm® e ScanArm offrono una base rotante per una scansione più rapida e semplice
Fino ad ora, la scansione 3D è stata limitata a sette gradi di libertà. Questo descrive la libertà di movimento di un braccio di misura articolato, come quello mostrato sopra, che viene fissato allo scanner o alla sonda. Con l'ultimo prodotto di FARO, l'8-Axis Design ScanArm, la scansione 3D ha ora otto gradi di libertà. Tuttavia, l'azienda non ha modificato il design del braccio standard aggiungendo un ottavo asse alla configurazione. Piuttosto, l'ottavo asse è una base rotante separata fisicamente dagli otto assi del braccio articolato, ma integrata nel sistema tramite cavo.
Gli utenti posizionano l'oggetto che desiderano scansionare sulla base, quindi la ruotano per acquisire l'intero range del loro oggetto.
Nonostante la sua separazione fisica dal braccio, la base rotante è integrata con il sistema come qualsiasi altra parte del sistema. Utilizza gli stessi encoder meccanici e cartucce dei giunti nel braccio ed è collegata alla base del braccio attraverso un cavo.
Non c'è perdita di precisione con l'ottavo asse... ha prestazioni molto simili o uguali a quelle del resto del braccio. In sostanza, si dispone di un punto di articolazione remoto da posizionare accanto al braccio. È possibile posizionare il pezzo sopra di questo, ruotarlo e posizionarlo nel modo in cui è necessario acquisirlo.
Orlando Perez, Chief Platform Owner. FARO Technologies
Mentre ruota la base
Uno dei vantaggi più evidenti della base rotante dell'ottavo asse è la libertà che offre agli scanner 3D. Passare da sette a otto assi potrebbe non sembrare un grande passo avanti, ma gli utenti apprezzeranno il modo in cui semplifica il processo di scansione.
L'ottavo asse è una base con encoder rotante. È sincronizzato con il braccio sul retro della base. E quando ruoto questo encoder, registrerà dove viene bloccato. Quindi, invece di dover girare intorno al pezzo o al tavolo, devo solo spostare l'encoder e tutto si sincronizzerà.
Chad Crisostomo, Platform Owner. FARO Technologies
Con la possibilità di ruotare l'oggetto di destinazione, gli utenti del braccio FARO 8-Axis non devono assumere posizioni strane per eseguire la scansione di tutti i lati di un oggetto. Oltre a offrire maggiore praticità all'utente, offre anche una maggiore flessibilità nella configurazione del sistema, poiché è necessario meno spazio per eseguire correttamente la scansione dell'oggetto.
Prima di poter utilizzare la base rotante è necessaria una calibrazione rapida. Ciò comporta tracciare il margine della base due volte con la sonda all'estremità del FARO Arm, per permettere al sistema di determinare l'asse centrale della piattaforma. In seguito, l'encoder della base rotante fa il resto.
"In realtà c'è un encoder sul fondo", ha spiegato Crisostomo. "È lo stesso encoder che produciamo qui a FARO, ed è questo che sincronizza la base. Dopo aver trovato la posizione centrale dell'asse, sa già in base ai movimenti dell'encoder come interagirà con il braccio".
Calibrazione completata, la scansione può iniziare. Gli utenti iniziano prendendo la sonda di scansione all'estremità del braccio. FARO ha recentemente introdotto la sonda di scansione FARO PRIZM™, il primo scanner a colori ad alta risoluzione dell'azienda. Con PRIZM, gli utenti possono acquisire i dettagli geometrici e a colori del proprio oggetto e approfittare di diversi vantaggi aggiuntivi discussi in un altro articolo.
Con la sonda di scansione in mano, gli utenti scansionano un oggetto nel modo tradizionale "dipingendolo" in modo accurato con il laser. La differenza è che l'oggetto si trova sulla base rotante 8-Axis. Con una mano sulla sonda di scansione e l'altra sulla base rotante, gli utenti possono ruotare l'oggetto a 360 gradi per dipingerlo completamente senza mai spostare i piedi. Gli utenti possono seguire i loro progressi su Geomagic Design X, il software di scansione da 3D Systems che è disponibile in bundle con il braccio 8-Axis (o qualsiasi altro software per nuvola di punti compatibile). Ogni volta che gli utenti ruotano la base, la loro nuvola di punti ruota allo stesso modo su Design X. "Abbiamo aumentato velocità, precisione e facilità d'uso", ha detto Crisostomo riguardo il processo.
Il sistema 8-Axis
Il sistema 8-Axis è disponibile sia per il FAROArm, la macchina di misurazione a coordinate (CMM) originale di FARO, sia per lo ScanArm, un FARO Arm dotato di sonda di scansione per misurazioni senza contatto. La sonda di scansione restituisce 2.000 punti per linea a una velocità di aggiornamento di 300 linee al secondo, con un valore impressionante di 600.000 punti al secondo (240.000 se il colore è acceso). Tutti i processi si verificano all'interno della macchina, il che significa che gli utenti non vengono trattenuti da risorse informatiche limitate.
I punti e le informazioni sui colori sono tutte elaborati dalla macchina. Quindi, a differenza di altri dispositivi, il nostro non dipende dall'hardware del computer.
Ken Steffey, Direttore del Product Management, FARO Technologies
Indipendentemente dal sistema usato, l'ottavo asse spalanca le porte all'accessibilità della scansione 3D. Oggetti grandi, ingombranti o pesanti possono essere posizionati sulla base rotante e ruotati secondo necessità. Gli utenti non possono solo accedere più facilmente a tutti i lati di un oggetto, ma anche alla parte inferiore degli oggetti che si estendono al di fuori della base. Questo processo fa sì che non sia più necessario scansionare più volte e riposizionare costantemente l'oggetto.
Si tratta di un enorme vantaggio per settori come la post vendita del settore automobilistico, in cui spesso gli utenti scansionano oggetti ingombranti come le portiere delle auto e i blocchi motore.
La gestione degli oggetti è in realtà la parte più critica del processo di digitalizzazione. A volte è necessario maneggiare oggetti unici, come ad esempio il guanto di Neil Armstrong. Sarebbe una tragedia se l'oggetto si danneggiasse. Pertanto, qualsiasi soluzione di scansione che riduca al minimo la necessità di maneggiare gli oggetti è vantaggiosa.
Vincent Rossi, Senior 3D Program Officer, FARO Technologies
Oltre a fornire scansioni più rapide e senza problemi, per alcune applicazioni è fondamentale minimizzare il numero di riposizionamenti di un oggetto scansionato. Il Digitization Program Office dello Smithsonian Institute, per esempio, esegue la scansione di molti oggetti antichi e storici a beneficio dei posteri. Per questo genere di lavoro, la gestione coscienziosa degli oggetti è la priorità.
Infine, il sistema 8-Axis offre un vantaggio che può essere apprezzato in tutti i settori: il risparmio di spazio. Con la possibilità di scansionare gli oggetti interamente da un lato, gli utenti hanno meno vincoli nel posizionare il loro FAROArm o ScanArm. Insieme alle sue funzionalità di scansione più semplici e veloci, il sistema FARO 8-Axis offre agli utenti un nuovo asse di praticità.