Medición láser para inspección rápida de piezas 3D

Al describir la unidad de escaneo láser CyberGate 360 de Laser Design, es difícil evitar la comparación con un horno de microondas.

La unidad trabaja de esta manera: un usuario coloca una pieza para inspeccionar dentro de la cámara en forma de caja y cierra la puerta. Similar a la elección del tiempo de cocción, el usuario elige la resolución de inspección deseada. Entonces, dentro de la unidad, la pieza comienza a girar en un plato giratorio, ya que se escanea desde arriba y hacia abajo. Después de dos a tres minutos se finaliza el ciclo. Suena un “ding” que verifica que se haya finalizado el ciclo, y la salida es un informe de inspección de PolyWorks que detalla la medición 3D completa de la pieza con una precisión de 0,001 pulgadas.

El presidente de Laser Design, C. Martin Schuster, recibe de buena forma la comparación con los hornos microondas, él mismo la usa. Espera que la comparación pueda ayudar a transmitir la facilidad de uso de un medidor que según él representa “una nueva categoría de dispositivo de metrología”. En sus palabras, la promesa de este dispositivo es “una inspección completa y sumamente fácil en el taller de producción”.

Al menos un fabricante importante ya le apunta a esta promesa. Un gran proveedor de prototipos y piezas de producción de corto plazo en el estado de Minnesota, de donde es originario el Laser Design, planea cambiar radicalmente la forma en que realiza la inspección de piezas, instalando una unidad CyberGage cerca de las máquinas-herramienta y las máquinas de moldeo por inyección en toda la planta.

El señor Schuster cuenta que el CEO de esta compañía intentó probar la velocidad del dispositivo tomando al azar una pieza del taller (una pieza que nadie estaba preparado para medir) para que un empleado de producción la inspeccionara. Para poder hacerlo, el empleado tuvo que localizar el archivo CAD de la pieza que incluía información sobre productos y fabricación (PMI), de manera que la organización de los archivos del fabricante contribuyó a hacer rápida la prueba. Incluyendo la recuperación de la información, el tiempo total para que el CEO obtuviera un informe de inspección fue de ocho minutos.

La rapidez y sencillez del aparato es el resultado de al menos tres tecnologías patentadas, además del trabajo de dos empresas que anteriormente estaban separadas. Mientras que Laser Design trabajaba en una tecnología, otra firma de tecnología de escaneado láser, Cyber Optics, trabajaba en otra. Conscientes de que estaban buscando piezas separadas del mismo rompecabezas, se unieron, razón por la cual Laser Design ahora es una compañía de Cyber Optics.

Estas son las tres tecnologías:

1. Software para unificar datos de escaneo 3D desde varios ángulos en un solo modelo. Esta pieza fue el desarrollo de Laser Design, dice Schuster. Señala, además, que el software combina las exploraciones láser no a través del análisis de mejor ajuste (lo que es típico), sino en función de la retroalimentación del codificador de la máquina cuando se realizan las exploraciones.

2. Supresión de reflexión múltiple (MRS), desarrollada por Cyber Optics. Esta tecnología logra muchas cosas, dice, pero su contribución más significativa incluye evitar los errores típicos de barrido de escaneo asociados con el escaneado de superficies brillantes.

3. Capacidad para escanear con precisión a través del cristal. Esta tercera y última pieza es lo que permite una exploración 3D completa. La pieza se encuentra sin fijar sobre una placa de vidrio giratoria dentro del dispositivo mientras que utiliza un sensor de proyección sobre la pieza y otro por debajo de la misma que escanea a través del cristal.

Schuster dice que, con el CyberGage, la única entrada necesaria para programación e inspección automatizadas es un archivo CAD con datos PMI. La presencia de esta información dentro del modelo de la pieza significa que no se necesita programación manual, ya que el sistema PolyWorks puede interpretar los datos de exploración en las mediciones necesarias para validar la pieza de acuerdo con su PMI.

La complejidad geométrica no es un obstáculo para la exploración y, de hecho, el dispositivo es una solución eficaz para medir rápidamente partes complejas. Por otra parte, las limitaciones principales se refieren al volumen de inspección, pues la capacidad del dispositivo es de 200 mm de diámetro por 100 mm de altura, junto con las propiedades relacionadas con la luz de la pieza. Las piezas altamente reflectivas como transparentes pueden ser difíciles de escanear.