Współrzędnościowa technika pomiarowa pozwala na pozyskiwanie informacji o kształtach różnych obiektów przy użyciu zaawansowanych maszyn, jakimi są nowoczesne skanery 3D. Pomiary współrzędnościowe polegają w istocie na wymierzaniu odległości z punktów o określonych współrzędnych przestrzennych do punktów badanych. Później wyznacza się ich położenie w przejętym globalnym układzie współrzędnych. Jak to działa i gdzie może być wykorzystywane?
Zasada działania skanerów 3D
Pomiary współrzędnościowe 3D wykorzystywane są w toku działania skanerów 3D. Skanowanie laserowe 3D polega bowiem na pozyskiwaniu informacji o odległości płaszczyzn, od których odbija się wiązka laserowa. Dane te tworzą chmurę punktów, jaka pozwala na wyznaczenie położenia obiektu w układzie współrzędnych – stąd też i nazwa tego rodzaju pomiarów. Skanery 3D bezdotykowe, do grupy których zalicza się skanery laserowe, pozwalają na rejestrowanie współrzędnych skanowanych obiektów przy użyciu projekcji światła laserowego.
Na podstawie pomiarów współrzędnościowych 3D możliwe staje się odtworzenie faktury i geometrii skanowanego przedmiotu w postaci zdigitalizowanej, inaczej w postaci cyfrowej w programie komputerowym. Podczas jednego tylko pomiaru współrzędnościowego 3D światło lasera emitowane przez skaner laserowy 3D pozwala zebrać nawet do kilku milionów punktów pomiarowych. Na ich podstawie można cyfrowo odtworzyć każdy obiekt, nawet taki, który ma najbardziej skomplikowane kształty. Skanowanie powinno odbywać się z różnych perspektyw, ponieważ tylko w tym trybie można uzyskać taki sam jak rzeczywisty obiekt, jego model 3D.
Pomiary dużych obiektów
W przypadku chęci wykonania szybkich i precyzyjnych pomiarów geometrycznych dla dużych obiektów, wykorzystuje się systemy fotogrametryczne, w skład których wchodzą certyfikowane maszyny współrzędnościowe 3D, które pozwalają na określenie wymiarów geometrycznych, ale i pokazują odchyłek względem modelu 3D w programie CAD czy pomiar na podstawie tzw. dyskretnych punktów. Z pomocą tego rodzaju maszyn współrzędnościowych można mierzyć zarówno rozstaw między punktami, cechami, płaskość, ale też uzyskane w tym trybie pomiary współrzędnościowe 3D przełożyć do modelu CAD, co pozwoli uzyskać odchyłkę względem niego. Fotogrametria w porównaniu z klasycznym skanowaniem 3D, gdzie skaner umieszczony jest na specjalnych ramionach, cechuje się większą dokładnością pomiarową. Jeśli połączymy ją z adapterami, osoba wykonująca pomiary może dokładnie zmierzyć nawet bardzo małe otwory czy niecodzienne krawędzie.
Wykorzystanie w praktyce współrzędnościowych pomiarów 3D
Z uwagi na fakt, że nowoczesne urządzenia wykonujące skanowanie 3D pozwalają z jednakową dokładnością wykonać pomiary współrzędnościowe niewielkich elementów, jak i również wielkogabarytowych konstrukcji o złożonej budowie, znajdują one zastosowanie w wielu branżach przemysłu. Można je wykorzystywać m.in. w branży motoryzacyjnej, lotniczej, a nawet kosmicznej, w architekturze czy budowlance, w przemyśle metalurgicznym i przy produkcji dowolnych przedmiotów.
Pomiary 3D są coraz szerzej stosowane w medycynie. Pozwalają one na projektowanie protez indywidualnie dopasowanych do potrzeb i cech fizycznych człowieka, albo na wynalezienie nowych metod terapeutycznych, które są szansą na dalszy rozwój światowej medycyny. Skanowanie 3D umożliwia uzyskanie wysokiej dokładności pomiaru, a dane zgromadzone w ten sposób można później wykorzystywać w celu podniesienia jakości produkcji czy wprowadzania ulepszeń w tym samym produkcie.