Co je 3D analýza pohybu?

Při 3D analýze pohybu jsou pohyby objektů, strojních součástí nebo (lidských) těl ve 3D prostoru zaznamenávány v čase pomocí senzorů využívajících stereokamery. Shromážděná data lze následně analyzovat a použít pro optimalizační opatření. Při 3D analýze pohybu se v závislosti na aplikaci zaznamenávají nejrůznější kinematické parametry, například zrychlení, rychlosti otáčení nebo výchylky vedení či pohonů.

Pro 3D analýzu pohybu se obvykle používají systémy sestávající ze stereokamer, hardwaru a softwaru pro zpracování dat a tzv. měřicích značek. Tyto měřicí značky, které mohou být samolepicí nebo teplotně stabilní podle zamýšleného použití, se před měřením připevní na měřené body na objektu. Stereokamera (měřicí hlava) se pak umístí na stativ před měřený objekt. Měřený objekt s měřicími značkami se uvede do pohybu a kamera začne zaznamenávat obraz. V moderních systémech je toto snímání obrazu flexibilně spouštěno pro jeden nebo více stavů zatížení – výkon kamery se tak automaticky přizpůsobuje podmínkám zaznamenávaného objektu. Velká výhoda 3D analýzy pohybu: Díky technologii stereokamery lze současně určit libovolný počet měřicích značek v prostoru s přesností 30-40 μm/m!

Moderní měřicí zařízení pro 3D analýzu pohybu jsou založena na optických měřicích metodách. Možnosti využití optické měřicí techniky jsou velmi rozmanité, tomu odpovídají i oblasti použití 3D analýzy pohybu. Optickou měřicí technologii lze škálovat pro různé velikosti vzorků od několika milimetrů až po několik metrů a přizpůsobit ji měřicím úlohám a podmínkám prostředí.

Proto se nyní 3D analýzy pohybu provádějí pomocí optických měřicích systémů v mnoha průmyslových odvětvích, například:

• Automobilový průmysl
• Letecký průmysl
• Průmysl spotřebního zboží
• Biomechanika
• Analýza způsobilosti strojů, monitorování procesů, optimalizace výrobních procesů

Ne všechny díly v pracovním prostoru lze snímat přímo stereokamerovým senzorem. Pokud mají být analyzovány polotovary nebo hroty nástrojů zakryté nosičem nástrojů, používají se adaptéry. Na těchto adaptérech jsou předem definovány případné skupiny bodů a adaptér je podle toho kalibrován. Tato „odbočka“ usnadňuje také analýzu skrytých, složitých dílů a sestav.

Kombinací vhodného softwaru a rychlého přenosu dat lze 3D analýzu pohybu využít i v rámci analýzy v reálném čase. Typickým příkladem takové aplikace je analýza deformace na strojích pro tváření plechů. Pomocí 3D vektorů posunutí a diagramů lze v reálném čase sledovat deformace, jako jsou průhyby, kroucení nebo ohyb, a zkoumat zrychlení, rychlosti nebo vibrace konstrukce. V závislosti na požadavcích lze pomocí těchto systémů vydávat reporty ve formě obrázků, videí, tabulek, diagramů nebo jako praktický soubor PDF.

Ne, naopak: nastavení optického měřicího systému, jako je ARAMIS od společnosti ZEISS, trvá nejdéle méně než hodinu, což zahrnuje i připevnění měřicích bodů na vzorek. Moderní systémy lze rychle a velmi flexibilně přizpůsobit různým velikostem měřicího pole – od nejmenších objektů velikosti pohlednice až po kompletní větrné turbíny. S optickými měřicím systémy, jako je ARAMIS, lze provádět nejen přesná měření pohyblivých částí, ale také nahradit snímače posunutí (LVDT) a snímače zrychlení (akcelerometry)!