Control-messut järjestettiin Saksan Stuttgartissa 3.-6- toukokuuta. Yli 600 näytteilleasettajaa esittäytyi tässä laadunvalvonnan keskeisessä maailmantapahtumassa. Mukana uutuuksineen oli myös koordinaattimittakoneiden (CMM) ja optisten mittausjärjestelmien valmistaja Aberlink.

Brittivalmistaja Aberlink keskittyy edullisten koordinaattimittakoneiden (CMM) ja optisten mittausjärjestelmien valmistamiseen. Vuonna 1993 perustetun Aberlinkin tausta on innovaatioihin ja patenttisuojattuun tuotekehitykseen perustuvassa kasvussa. Tunnuslause Innovative Metrology on kiinteästi yrityksen filosofian ydintä.

Aberlink tunnetaan ohjelmistostaan ja hienoteknisestä valmistuksestaan. Yritys tekee kaikki tärkeimmät komponentit CNC-mittakoneisiin, kokemus lineaarimoottoreiden valmistuksesta ja niiden käytöstä koordinaattimittakoneissa on pitkä. Aberlink-koneita myydään yli 40 maassa eri valmistussektoreille, myöskin Suomessa niitä on lukuisasti.

Suomessa Aberlink-koneita myy Rensi, jonka paletissa ovat nivelvarsimittakoneet, perinteiset mittakoneet, 3D-skannerit sekä leikkaavat kuitulaserit, Rensi tekee myös mittauspalveluja sekä asiakkaalla että tiloissaan Klaukkalassa. 

Ilmaiset ohjelmistopäivitykset

Iloinen uutinen suomalaisille Aberlink käyttäjille on, että Aberlinkin elinikäinen ilmainen ohjelmiston päivityspolitiikka jatkuu.  Ohjelmistohan on suomenkielinen ja myös uusin versio 4.20.1 on suomeksi.

Uusin versio Aberlink 3D -mittaohjelmistosta sisältää lukuisia pieniä parannuksia, mutta isoin uutena mittaustyötä nopeuttavana ja helpottavan ominaisuutena on Leap Frog (pukkihyppely)- ominaisuuden laajeneminen edellisen version ison kappaleen siirrosta myös sen kääntämiseen. Nyt voidaan mitata kappaleen alapuolenkin samassa koordinaatistossa Leap Frog -toiminnolla vähintään 3 kummaltakin puolelta mitattavaa piirrettä vaaditaan. Toinen puoli mitataan, kappale käännetään ja jatketaan mittaamista. Tulokset tulevat samaan koordinaatistoon.

Käännettävän kappaleen mittausta helpottaa se, että nyt sekä koneen liikealue, että kappaleen kielletty alue näkyvät läpinäkyvinä laatikoina kuvaruudussa, jolloin kappaleen kummankin puolen alueiden säätäminen on visuaalista ja helppoa. Myöskin 3D-mallin pyöritys ja käsittely kuvaruudussa on parantunut.

Käyttäjät voivat itse tehdä ohjelmistopäivityksen, mutta myös Rensiltä on saatavissa asiaan apua ja koulutusta uusien mittausominaisuuksien käyttöön.

Uusi Horizon ja Extol 370- ja 520-mallit

Horizon CMM, jossa on 1000 mm:n x-akselin liike ja 800 mm:n z-akselin liike, näytti messuilla PH10M-SP25M-skannauksen. Tämä suurempi Horizon CMM korvaa Zenith 3:n myöhemmin tänä vuonna. Suorituskyvyn (tarkkuuden) tulee olla sama kuin nykyisen pienemmän Horizon CMM:n.

Lineaarimoottorien antaman nopean kiihtyvyyden ansiosta laahaavan eli skannaavan 5-akselisen PH10M-SP25M pään mittausvauhti oli huikeat 100mm/s eli noin 2,5 kertaa perinteisten käyttöjen vauhti. Aberlink estimoi että 120 mm/s on helpostikin saavutettavassa normimittausvauhdiksi. Tämä vauhti antaa Aberlink käyttäjille edun kappaleajoissa.

Control mesuilla Stuttgartissa esiteltiin myös uusi EXTOL 370, joka tuki SP25M skannauspään käyttöä. SP25M on pystyssä oleva skannauspää. EXTOL 370 on myynnissä 1. kesäkuuta alkaen ja sen Shop Floor ominaisuuksia oli edelleen kehitetty ja se sopii suoraan verstaan lattialle työstökoneen viereen tai osaksi robottisolua. Extol on maailman ensimmäinen koordinaattimittakone, joka käyttää deltamekanismia. Se antaa koneelle suuren nopeuden ja kiihtyvyyden tehden mittauksista nopeita. Skannaavan pään käyttö nopeuttaa muotovirheiden havainnointia todella paljon.

Messuilla Extol 520 näytti pyöröpöydän prototyypin, joka piti osan vaakasuorassa. Aberlink testaa pyöröpöytää paikallisesti Englannissa käyttäjillä ja toivoo saavansa myyntikelpoisen tuotteen tämän vuoden loppuun mennessä. Se toimii kaikilla muilla Aberlink CNC CMM -alustoilla (eli myös Axiom, Horizon & Azimuth),

Yhdessä skannaavan SP25M pään kanssa pyöröpöytä tarjoaa varsin ainutlaatuisen mahdollisuuden mitata koteloita tai vastaavia osia vastakkaisilta puolilta yhdellä kiinnityksellä. 5-akseli päällä pöytää vasten oleva puoli jää aina mittaamatta. Pyöröpöytä on koskettavassa mittauksessa varsin ainutlaatuinen ja mielenkiintoinen ratkaisu moneen mittausongelmaan.

BATY CNC -videomittalaite ja Fulcrum 2023

Baty on Aberlinkin yhteistyökumppani ja oli niin ikään messuosastolla mukana. Baty käyttää Aberlinkin 3D -mittausohjelmistoa CNC koneissaan ja on koskettaville Aberlink-käyttäjille helppo oppia videomittaukseen.

Pyöröpöytä ratkaisujen lisäksi Baty tekee myös isoihin Axiom ja Zenith kokoluokkaan videomittakoneita eli käyttää siis Aberlinkin runkoja ja ohjelmistoja mutta omia valopöytiään ja videomittalaitteita.

Messuilla oli myös esillä prototyyppi 2023 lanseerattavasta Fulcrum mittakoneesta. Fulcrum on pöytäkone ja käsikäyttöinen, se on jotakin käytöltään perinteisen nivelvarsikoneen tyyppinen, mutta tarkkuudeltaan CMM-luokkaa.

Kun mitattavien kappaleiden kokoluokan kasvaessa useisiin metreihin on CMM -mittakone monesti käyttötarkoitukseen sopimaton vaihtoehto. Tällöin yksi ratkaisu on 3D-skannausjärjestelmä, jossa mittaavaa skanneria seurataan erillisen lähetin/vastaanottimen avulla.

Teollisuudessa kappaleiden mittaustarpeet ovat tunnetusti moninaiset. Kun rakenne valmistuu hitsauksesta, halutaan tehdä nopea tarkistus ja vertailu 3D-malliin ennen koneistukseen vientiä.

Vastaavasti kun kappaleet saapuvat alihankinnasta, halutaan usein tehdä tarkistus 3D malliin ennen kokoonpanoa. Niin ikään tehdään mm. valmiiden kappaleiden lopputarkastus ja raportointi toleranssitiedoin tai halutaan olemassa olevasta kappaleesta saada 3D-pintamalli suunnitteluun (reverse engineering).

Näissä tilanteissa silloin, kun mitattavien kappaleiden ja rautarakenteiden painon noustessa ja kokoluokan kasvaessa metristä useisiin metreihin, laadunvalvontaan tarvittava CMM-mittakone alkaa olla erittäin kallis ja monesti käyttötarkoitukseen sopimaton vaihtoehto. Kappaleiden tarkistus ilman ylimääräistä logistiikkaa ja siirtelyä halutaan tehdä samoissa tiloissa missä ne valmistetaan tai vastaanotetaan alihankinnasta.

Tarkistuksella tarkoitetaan tehdyn kappaleen automaattista vertailua suunnittelun 3D-malliin, josta saadaan selkeä ja nopea tieto siitä, ollaanko annettujen toleranssien sisällä.

Scantech on kehittänyt suurille kappaleille TrackScan-P42 järjestelmän, jossa mittaavaa skanneria seurataan erillisen lähetin/vastaanottimen avulla. Järjestelmässä voidaan skannaavan pään lisäksi käyttää myös mittakärkeä, jolla päästään käsin ottamaan pistemäiset mittaukset halutuista paikoista. Järjestelmän Suomen edustaja on Tamspark Oy

Mittaustarkkuus ja menetelmä

Tamsparkin Jussi Tammisalon mukaan tarkkuus on kysymys, johon törmätään aina puhuttaessa skannauksesta.

”Markkinoilla on eriasteista laitteistoa kännyköistä tutuista lidar -menetelmistä ja fotogrammetriajärjestelmästä laserilla tapahtuvaan mittaukseen. Karkeasti voidaan ajatella, että kappaleet saadaan hahmoteltua ja näköismalli luotua helposti mainituilla valokuvaustekniikkaan pohjautuvilla laitteilla, mutta puhutaan mittatarkkuudesta, siirrytään laserjärjestelmiin. Laserskannauksessa tarkkuusluokka alueella 0,010-0,050mm +0,015mm/m. Tämä on monesti hitsatuille rautarakenteille riittävä tarkkuusluokka myös koneistuksen jälkeiseen lopputarkistukseen”, kertoo Tammisalo.

”Skannauksessa on totuttu näkemään kappaleeseen kiinnitettyjä markkereita tai targetteja, joiden tarkoitus on parantaa mittaustarkkuutta ja mahdollistaa kappaleen skannaaminen ympäriinsä, niin että skannausohjelmisto ”löytää” yhtymäpisteet ja pystyy muodostamaan kokonaiskuvan kappaleesta automaattisesti. Scantech TrackScan-P42 on menetelmä kappaleiden skannaukseen myös ilman markkereita, joka on usein toive teollisuuden mittauksissa”, Tammisalo sanoo.

3D-pintamallin luominen skannatusta kappaleesta (reverse engineering)

Tarpeeseen luoda 3D-pintamalli törmätään usein, kun halutaan saada jo olemassa olevasta fyysisestä kappaleesta todellinen 3D-pintamalli tai solidmalli takaisin CAD ohjelmaan, mikäli sellaista ei aiemmin ole laisinkaan olemassa, tai halutaan digitoida esimerkiksi tehdyt muutokset, parannukset tai vauriot ja kulumat. Skannaus muodostaa mittauspisteiden pilven, josta skanneriohjelmat yleisesti luovat STL tiedoston. Tämä tiedostomuoto on myös 3D-tulostuksessa paljon käytetty formaatti, joka sellaisenaan soveltuu huonosti todellisen pintamallin luomiseen. Tähän tarkoitukseen löytyy erikoisovelluksia kuten 3D Systems Geomagic Design X tai Geomagic Wrap

”Koska järjestelmä mahdollistaa mittaamisen tarkasti myös ilman markkereita, Scantech- järjestelmän laitteilla saadaan toteutettua myös robottiavusteinen mittaussolu”, Jussi Tammisalo kertoo.

”Silmiä avaava kokemus”

3D-skannaus soveltuu hyvin erilaisten kookkaiden kappaleiden mittauksiin. Yksi esimerkki Scantechin TrackScan-P42 3D-seurantajärjestelmän käytöstä on kaivinkoneen rungon kiinnitysreikien nopea tarkastus järjestelmän avulla.

Tässä tapauksessa koko koneen painon kantamiseen välttämätön alusta on yleensä yli kolme metriä pitkä ja rakenteeltaan monimutkainen. Osan hankalat alueet ja tehottomat menetelmät muodostavat haastavan tehtävän saada kiinnitysreikien tarkat muodon, muodon ja sijainnin toleranssit.

Älykkään optisen seurantamittausteknologiansa ja korkealaatuisten optisten laitteidensa ansiosta TrackScan-P42 teki 3D-mittauksia ilman merkkejä suurella tarkkuudella. Järjestelmä keräsi dataa jopa 1,9 miljoonan mittauksen sekuntinopeudella. ja sen syväreikäinen skannaus tallensi yksityiskohtia ja vaikeasti saavutettavia alueita korkealla resoluutiolla. Yhdistettynä fotogrammetriajärjestelmään MSCAN kamera L15, tilavuustarkkuus voi olla 0,044 mm/m+0,015 mm/m.

Skannauksen jälkeen kaikki mittaustiedot visualisoitiin ja analysoitiin Scantechin itse kehittämällä ScanViewer-ohjelmistolla. Ensin 3D-skannaustiedot puhdistettiin, kohdistettiin ja kaikki tarpeettomat pistepilvet poistettiin. Tämän jälkeen skannaustietoja verrattiin CAD:iin. Lopulta analyysiraportti luotiin muutamassa minuutissa.

”Se oli silmiä avaava kokemus, sillä kiinnitysreikien skannaamiseen metrologian 3d-skannerin avulla ja analyysiraportin luomiseen meni vain 30 minuuttia”, kommentoi yrityksen mittaustekniikoista vastaava teknikko.