Współczesna automatyka przemysłowa rozwija się w kierunku coraz większej integracji cyfrowej i elastyczności produkcji. W tym kontekście skanowanie 3D obiektów odgrywa coraz większą rolę jako narzędzie nie tylko kontrolne, ale również projektowe i optymalizacyjne. Dzięki niemu możliwe jest szybkie pozyskanie danych geometrycznych rzeczywistych elementów, które wspiera działy kontroli jakości, konstrukcji, a także utrzymania ruchu. Różne technologie skanowania 3D pozwalają na dostosowanie metody pomiaru do typu obiektu, jego wielkości oraz wymaganego poziomu szczegółowości.
Zanim zdecydujesz się na wybór konkretnego systemu, warto poznać rodzaje skanerów 3D, zasadę ich działania oraz przykłady praktycznych zastosowań w przemyśle.
Jak działają skanery 3D?
Zasada działania skanera 3D opiera się na rejestrowaniu informacji o kształcie obiektu w trójwymiarowej przestrzeni. W uproszczeniu proces skanowania polega na oświetleniu powierzchni badanego elementu wiązką światła lub lasera oraz zarejestrowaniu jego deformacji przez specjalne kamery. Na tej podstawie tworzony jest cyfrowy model 3D odwzorowujący geometrię obiektu z bardzo dużą dokładnością.
W zależności od zastosowanej technologii, dane mogą być zbierane metodą triangulacji optycznej, interferometrii lub emisji fali laserowej. Następnie chmura punktów przekształcana jest w model siatkowy (mesh), który można dalej analizować lub porównywać z modelem referencyjnym. Odpowiadając na pytanie jak działa skaner 3D, należy też podkreślić, że jego skuteczność zależy od wielu czynników, m.in. jakość powierzchni, oświetlenie otoczenia oraz wielkość skanowanego obiektu.
Skanery światła strukturalnego oraz laserowe– jakie są różnice?
W przemyśle dominują dwa rodzaje skanerów 3D: skanery światła strukturalnego oraz skanery laserowe. Pierwsze z nich działają w oparciu o emisję wzoru światła (najczęściej w postaci pasków) na powierzchni obiektu. Deformacja tego wzoru jest rejestrowana przez kamery, a algorytmy analizują kształt i głębię obiektu. Technologia światła strukturalnego to bardzo wysoka dokładność i szybkość pomiaru, więc znajduje zastosowanie w kontroli jakości i inżynierii odwrotnej mniejszych komponentów.
Z kolei skanowanie laserowe bazuje na pomiarze czasu powrotu wiązki lasera (czas przelotu) lub zmiany jej fazy po odbiciu od powierzchni. Tego typu skanery są bardziej odporne na warunki oświetleniowe i doskonale sprawdzają się przy skanowaniu większych obiektów czy całych przestrzeni przemysłowych. Skanery laserowe występują jako urządzenia mobilne i umożliwiają szybkie tworzenie modeli 3D w terenie lub w trudno dostępnych lokalizacjach.
Skanowanie 3D obiektów przemysłowych – precyzyjna digitalizacja
Jednym z najważniejszych obszarów zastosowania technologii skanowania 3D jest inżynieria odwrotna i digitalizacja elementów przemysłowych. Pozyskane dane umożliwiają utworzenie modelu CAD, który można wykorzystać do produkcji zamiennej, modernizacji części, projektowania narzędzi lub przygotowania dokumentacji technicznej.
Skanowanie obiektów technicznych staje się nieocenione wszędzie tam, gdzie nie istnieje dokumentacja 3D lub gdzie komponenty były produkowane indywidualnie. Dzięki wysokiej precyzji możliwe jest również analizowanie zużycia elementów i planowanie konserwacji zapobiegawczej.
Zintegrowanie danych z oprogramowaniem projektowym pozwala na sprawniejsze wdrażanie modyfikacji konstrukcyjnych i przyspieszenie cyklu rozwoju produktu. Jest to podejście zgodne z założeniami przemysłu 4.0 i koncepcji cyfrowego bliźniaka (digital twin).
Skanowanie 3D pomieszczeń – optymalizacja przestrzeni
Nie tylko maszyny i części wymagają precyzyjnego odwzorowania. Coraz częściej technologia skanowania 3D znajduje zastosowanie w mapowaniu i analizie przestrzeni przemysłowych. Skanowanie pomieszczeń, hal produkcyjnych, magazynów oraz linii technologicznych umożliwia tworzenie wirtualnych modeli przestrzennych, które są podstawą do planowania inwestycji, modernizacji oraz poprawy logistyki wewnętrznej.
Dzięki mobilnym skanerom laserowym możliwe jest uzyskanie w krótkim czasie kompletnej chmury punktów reprezentującej rzeczywiste warunki przestrzenne. W dalszym kroku można na jej podstawie tworzyć rzuty 2D, modele 3D BIM lub symulacje przepływu materiałów. Skanowanie większych obiektów, jak hale montażowe lub zakłady przemysłowe wspiera działy utrzymania ruchu, planowania i inżynierii produkcji.
Cyfrowa dokumentacja przestrzeni pozwala przewidywać potencjalne kolizje instalacyjne, zoptymalizować rozmieszczenie maszyn oraz skrócić czas przestojów podczas modernizacji. Dla firm stawiających na efektywność operacyjną i elastyczne zarządzanie produkcją, to inwestycja, która zwraca się szybciej, niż można przypuszczać.
Jeżeli planujesz wprowadzić skanowanie 3D do swojego zakładu lub poszerzyć możliwości pomiarowe, skontaktuj się z Promatic DPM – doradzimy, jakie rozwiązanie najlepiej odpowiada Twoim potrzebom.