Как работает система сканирования с оптическим трекером: обзор ZG HyperScan Plus

Основные характеристики ZG HyperScan Plus | Принцип работы системы с оптическим трекером | Распаковка и подключение | Калибровка трекера и 3D‑сканера | Процесс сканирования и режимы работы | Результаты сканирования. Встроенное ПО | Резюмируем: главные преимущества ZG HyperScan Plus

Пользователи устройств 3D‑измерений привыкли к тому, что для оцифровки объекта достаточно сканера, меток и программного обеспечения. Но есть решение, которое открывает куда более широкие возможности и при этом упрощает процесс работы метрологов, инженеров и других специалистов, отвечающих за контроль качества и обратное проектирование.

Сегодня мы продемонстрируем работу мультифункциональной системы 3D‑сканирования ZG HyperScan Plus, включающей функцию интеллектуального оптического отслеживания.

Высокопроизводительный лазерный 3D‑сканер метрологического класса HyperScan Plus компании ZG Technology поддерживает как измерения больших объемов с помощью оптического трекера, так и портативное сканирование с использованием позиционных маркеров в единой системе координат.

Благодаря высокой скорости и повышенной точности значительно облегчается решение сложных задач трехмерных измерений, например, получение цифровых моделей автомобилей, летательных аппаратов, крупногабаритного машиностроительного оборудования, больших пресс-форм и отливок и т.п.

Использование технологии синего лазерного подсвета дает возможность улучшить качество измерений и адаптивность к разнообразным поверхностям, включая черные матовые и блестящие глянцевые.

ZG Technology усовершенствовала свои устройства благодаря запатентованной технологии быстрого захвата отверстий, дающей возможность собирать параметры сотен отверстий в считаные секунды.

Еще одно интересное преимущество системы – возможность применения нескольких трекеров в одной системе, что позволяет значительно увеличить объем измерений. Использование нескольких трекеров с несколькими сканерами обеспечивает существенное сокращение как подготовительного, так и основного времени сканирования.

Основные характеристики ZG HyperScan Plus

• Скорость измерений: 2 млн 900 тыс. измерений в секунду (стандартный режим), 1 млн 200 тыс. измерений в секунду (режим высокого разрешения).

• Зона сканирования: до 600 х 550 мм.

• Источник света: 34 синие лазерные линии + 1 дополнительная линия + 7 параллельных лазерных линий.

• Разрешение: до 0,02 мм.

• Точность: до 0,025 мм.

• Рекомендуемый диапазон размеров деталей: от 0,1 до 8 метров.

• Подключение: USB 3.0.

• Вес сканирующего модуля: 1,5 кг.

В линейке HyperScan также доступна менее производительная модель DX‑B.

Закажите бесплатное тестовое 3D-сканирование

Принцип работы системы с оптическим трекером

Аппаратная часть системы включает ручной лазерный 3D‑сканер HyperScan и оптический трекер ZG‑Track. Сканирующий модуль состоит из сканера ZG AtlaScan и прочного металлического каркаса, на котором расположены позиционные метки (маркеры). В процессе оцифровки объекта трекер отслеживает метки на сканере и определяет его положение в пространстве. Таким образом, нет необходимости размещать маркеры на измеряемой детали, что не только повышает удобство эксплуатации ручного прибора, но и обеспечивает мгновенное сканирование на месте. 

Оптический трекер ZG‑Track

Система позволяет отслеживать объект в динамике в реальном времени и компенсировать воздействия внешней среды, поэтому получать высокоточные данные измерений можно прямо в производственных помещениях, где наблюдаются вибрации и имеются движущиеся детали.

Еще одной частью системы является портативная КИМ ZG‑Probe, которую вы можете дополнительно включить в сценарий работы для выполнения контактных измерений. Обладая непревзойденной точностью, гибкостью и адаптивностью, устройство отлично подходит для контроля качества, реверс-инжиниринга, анализа сборки. По сравнению с традиционными КИМ, ZG‑Probe способна работать без привязки к одному рабочему месту, производя стабильные и точные измерения.

Трекер, 3D‑сканер и портативная КИМ входят в состав системы ZG HyperScan

Распаковка и подключение

Итак, комплект поставки включает два базовых элемента системы – собственно лазерный 3D-сканер HyperScan Plus и оптический трекер ZG-Track, – плюс портативную КИМ ZG‑Probe.

Также в комплекте:

• два противоударных кейса;

• штатив для трекера;

• блок питания;

• элементы калибровки – калибровочная панель (для сканера) и штанга (для трекера);

• программное обеспечение ZG Scanning Software с аппаратным ключом для сканера;

• позиционные маркеры (3 комплекта – 16 мм, 6 мм, 3 мм);

• коммутация и другие аксессуары.

Подключение выполняется посредством двух кабелей USB 3.0 длиной 8 метров, которые соединяют сканер и трекер с вашим компьютером. Помимо этого, есть опция беспроводного подключения, доступная далеко не у всех производителей аналогичного оборудования, – она способствует большей гибкости и удобству работы.

Беспроводной аккумуляторный модуль

ZG FreeBox‑S и ZG FreeBox‑T – беспроводные аккумуляторные модули для серии HyperScan на базе технологии WiFi 5G для передачи и обработки данных сканирования. Отлично подходят для работы с крупными объектами и сложной наружной съемки.

Сканирование с беспроводным модулем

1. Длительное время беспроводной работы – до 3 часов.

2. Текущий рабочий статус отображается в режиме реального времени, и оператор всегда знает о состоянии сканера.

3. Автоматическое выключение при простое, чтобы максимизировать время работы.

Калибровка трекера и 3D‑сканера

Процесс включает два этапа, и мы начнем с калибровки оптического трекера с использованием штанги с установленными на ней позиционными метками. На экране компьютера отображаются позиции, в которые нужно переместить штангу. Когда калибровка определенной позиции выполнена, мы переходим к следующей. По результатам калибровки отклонение от эталонных данных составило 15 микрон.

Следующий этап – калибровка самого 3D‑сканера. Мы сканируем калибровочную панель, программное обеспечение сравнивает измеренные данные с эталонными и высчитывает получившиеся отклонения. В данном случае отклонение равно 18 микрон.

Процесс сканирования и режимы работы

На сканере расположена панель с кнопками, которые облегчают работу. Управлять процессом оцифровки можно с помощью кнопок, не используя в этот момент компьютер, либо через интеллектуальную интерактивную систему встроенного ПО.

Устройство имеет простое и интуитивное управление. Панель открывает доступ к основным функциям: проведение калибровки, запуск и остановка процесса сканирования, выбор и корректировка режимов сканирования, обработка данных.

Во время сканирования на экране вашего ноутбука или ПК в режиме реального времени отображается предварительный вариант построенной 3D‑модели.

Чтобы получить эффективные результаты при решении любой из поставленных задач, у 3D‑сканера ZG HyperScan Plus есть несколько режимов работы, которые можно оперативно переключать между собой:

1. стандартный режим;

2. режим сканирования одной линией (предназначен для сканирования труднодоступных участков и отверстий на глубину двух диаметров);

3. режим высокого разрешения (Fine Mode), который также обеспечивает захват труднодоступных мест в более высоком разрешении и с более высокой точностью.

Стандартный рабочий режим использует 34 синие лазерные линий со скоростью до 2 млн 900 тыс. измерений в секунду, что значительно повышает эффективность работы. В режиме Fine Mode сканирование выполняется семью параллельными синими лазерными линиями, что позволяет достичь еще большей детализации поверхности.

Результаты сканирования. Встроенное ПО

Как видим, успешно отсканированы как хромированные, так и матовые поверхности объекта.

Встроенное программное обеспечение ZG Scanning Software позволяет управлять сканером и обрабатывать полученные данные.

Функции ПО

• Интеллектуальный модуль настройки. Всего одно нажатие кнопки – и все параметры сканирования для выбранного типа объекта установятся автоматически без каких-либо проблем.

• Встроенный модуль контроля геометрии. Обладает всеми ключевыми функциями, такими как совмещение, сравнение полученных данных с эталонными и создание отчета по результатам измерений.

• Оптимизация сетки и локальное изменение разрешения. Функция обеспечивает оптимизацию размера данных, сокращение времени обработки и повышение эффективности работы.

• Поддержка удаленного управления функциями сканирования.

Резюмируем: главные преимущества ZG HyperScan Plus

1. Технология синего лазерного подсвета.

2. Высокая скорость.

3. Высокие точность и разрешение.

4. Технология быстрого захвата отверстий.

5. Несколько режимов сканирования.

7. Оцифровка крупных сложных объектов без нанесения меток, с помощью сканера и оптического трекера.  

6. Мультитрекинговая система сканирования.

7. Опция беспроводного подключения.

Статья опубликована 27.10.2023 , обновлена 07.10.2024