3 boyutlu ölçüm sistemlerinden temas ederek çalışan CMM’lerin, fiziksel modelleri sayısallaştırmak için nasıl kullanıldığı ilk yazımızda incelenmişti. Temas ederek çalışan CMM’ler karmaşık geometrilerde çok zaman alması ve yumuşak malzemelerde hatalı sonuç vermesiyle dezavantaj oluştururlar. Özellikle ölçüm alma hızı açısından kayda değer gelişme sağlayan optik ve lazer tarama yöntemini bu seferki yazımızın konusu olarak belirledim.
Temas etmeden veri toplayan sistemlerin endüstride yaygın olanları optik ölçüm ve lazer taramadır. Üretim ve tasarım süreçlerinde bu yöntemler kullanılarak toplanan veriler parametrik modellere çevrilir ve CAD/CAM ortamlarında kullanılır. Temas etmeden veri toplayan sistemler yalnızca endüstride kullanılmaz. Örneğin sağlık alanında da manyetik ve akustik yöntemlerle nesne veya sistemlerin bilgisayar ortamına aktarılması mümkündür. Sistemlerin yalnızca dış yapıları değil, iç özellikleri ve dış uyaranlara verdiği tepkiler de iki ve üç boyutlu olarak elde edilebilmektedir. Bunlar arasında en yaygın kullanılan teknolojiler; manyetik rezonans (MR) ve bilgisayarlı tomografi (CT) olarak gösterilebilir.
Optik Ölçüm ile Veri Toplama
Optik ölçüm cihazları, fiziksel geometrilerin gerekli sayıda fotoğrafını kullanarak üç boyutlu ve detaylı modellerini bilgisayar ortamına aktarır. Temas ederek çalışan CMM’ler karmaşık geometrilerde oldukça yavaş kalır. Prob uçlu bir CMM üç eksende hareket edebilir ancak her seferinde tek bir noktayı kaydedebilir. Bu yavaşlığın yanı sıra biyomedikal gibi alanlarda çoğu parçanın modellenmesi bu yöntemle imkansızdır. Optik ölçüm cihazı (optik CMM) karmaşık geometriler için hızlı bir ölçüm yöntemidir. Yazılımın kullanımı temas eden CMM modellerine göre daha zordur ve bu noktada operatörün önemi artar. Bu avantajlarına rağmen temas eden CMM’ler kadar hassas değillerdir ve 0.004 mm hassasiyete kadar çalışırlar.
Lazer Tarama ile Veri Toplama
Temas eden CMM’lerin ölçüm hızlarının yetersiz kalması lazer tarama yöntemini ortaya çıkarır. Çalışma prensibi; istenilen yüzeye lazer ışını gönderilmesi ve yansıyan ışınların dedektöre gelme açısı ile mesafenin belirlenmesidir. Çok daha hızlı ölçüm alabilmesi ve bir yüzeyde birden fazla ölçüm ihtiyacını karşılamasıyla oldukça verimlidir. Öyle ki 3 eksende çalışan bir CMM’in sekiz noktayı kaydettiği sürede, lazer tarama ile 500 nokta elde edilebilir. Dedektör olarak CCD ve PSD kullanılır. CCD (charged coupled device) günümüz kameralarında da kullanılan ışık sensörü çipidir. İnsan gözünün cisim üzerine yansıyan ışığı toplayıp beyinde görüntüye çevirdiğini düşünürsek, lazer taramada CCD’nin görevi de benzer şekilde yansıyan lazer ışığını dijital sinyallere çevirmektir. PSD (position sensing detector) ise anlık olarak konum kaydederek çalışır ve CCD’ye göre bir miktar daha hızlıdır.
Sonuç olarak 3 boyutlu ölçüm sistemleri;
- Ölçüm hassasiyeti,
- Ölçüm hızı,
- Ölçülen parçanın karmaşıklığı,
- Ölçülen parçanın yüzey sertliği vb. kıstaslar göz önüne alınarak seçilir ve üç boyutlu nesne bilgisayar modele aktarılır.
Daha kapsamlı bilgi için yararlanılan kaynaklara göz atabilirsiniz.
- http://akademikpersonel.kocaeli.edu.tr/cengizbalta/poster/cengizbalta20.12.2009_21.59.40poster.pdf
- http://www.teknolojikarastirmalar.com/pdf/tr/01_2011_8_2_106_664.pdf
- http://tr.scribd.com/doc/117998702/Laser-Scanning
- http://tr.scribd.com/doc/51795237/3D-laser-scanning-with-modelmaker
- http://www.highbeam.com/doc/1G1-60086282.html
