Mi az a 3D-s mozgáselemzés?

A 3D-s mozgáselemzés során a tárgyak, gépalkatrészek vagy az (emberi) test mozgását rögzítik a 3D-s térben, sztereokamerákkal ellátott szenzorok segítségével, az idő függvényében. Az összegyűjtött adatokon ezután elemezések végezhetők és ezek felhasználhatók az optimalizáláshoz. A 3D-s mozgáselemzéssel az alkalmazástól függően számos kinematikai paraméter rögzíthető, például a gyorsulások, a fordulatszámok, illetve a vezetőelemek vagy hajtások elhajlásai.

A 3D-s mozgáselemzéshez általában sztereokamerás érzékelőkből, az adatfeldolgozáshoz szükséges hardverből és szoftverből, valamint úgynevezett mérőjelölőkből álló rendszereket használnak. Ezeket a mérőjelölőket, amelyek a felhasználási céltól függően lehetnek öntapadósak vagy hőállóak, a mérési folyamat előtt a mérendő pontokra rögzítik a tárgyon. A sztereokamerás érzékelőt – más néven mérőfejet – ezután egy állványra helyezik a mért tárgy előtt. A jelölőkkel ellátott mérendő tárgy megmozdul, és a kamerák elkezdik rögzíteni a vizsgálati elrendezést. A modern rendszerekben ez a képfelvétel rugalmasan, egy vagy több terhelési állapothoz igazodva történik, a kamera teljesítménye így automatikusan alkalmazkodik a rögzítendő tárgy körülményeihez. A 3D-s mozgáselemzés jelentős előnye: A sztereokamerás technológiának köszönhetően a térben tetszőleges számú mérési pont egyidejűleg 30–40 μm/m pontossággal határozható meg!

A 3D-s mozgáselemzéshez használt modern mérőeszközök optikai mérési módszereken alapulnak. Az optikai méréstechnika alkalmazási lehetőségei sokrétűek, ami tükröződik a 3D-s mozgáselemzés alkalmazásaiban is. Az optikai méréstechnika a néhány millimétertől a több méterig terjedő különböző mintaméretekhez méretezhető, és a mérési feladatokhoz és a környezeti feltételekhez igazítható.

Ennek eredményeképpen a optikai mérőrendszerekkel történő 3D-s mozgáselemzést ma már számos iparágban alkalmazzák, többek között az alábbi területeken:

• Autóipar
• Repülés és űrrepülés
• Fogyasztási cikkek ipara
• Biomechanika
• Gépi képességelemzés, folyamatfelügyelet, gyártási folyamatok optimalizálása

A munkaterületen belül nem minden rész rögzíthető közvetlenül a sztereokamerás érzékelőkkel. Amennyiben a szerszám anyagának vagy szerszámcsúcsoknak azon részét kell elemezni, amit a szerszámtartó eltakar, úgy adapterek használata szükséges. Ezeken az adaptereken előre meg kell határozni a pontcsoportokat, és az adaptert ennek megfelelően kell kalibrálni. Ez a „kerülőút” lehetővé teszi a rejtett, összetett alkatrészek és szerelvények problémamentes elemzését is.

A megfelelő szoftver és a gyors adatátvitel kombinálásával a 3D-s mozgáselemzés valós idejű elemzés keretében is használható. Ennek az alkalmazásnak egy tipikus példája a lemezalakító gépek deformációjának elemzése. A 3D-s elmozdulásvektorok és diagramok segítségével valós időben követhetők az olyan deformációk, mint a lehajlások, a csavarás vagy a hajlítás, és vizsgálhatók a gyorsulások, a sebességek vagy a szerkezeti rezgések. Az igényektől függően a jegyzőkönyveket képek, videók, táblázatok, diagramok vagy praktikus PDF fájlok formájában is létre lehet hozni ezekkel a rendszerekkel.

Nem, éppen ellenkezőleg: egy optikai mérőrendszer, például a ZEISS ARAMIS rendszerének beállítása legfeljebb egy órát vesz igénybe, ami magában foglalja a mérési pontok próbatestre rögzítését is. A modern rendszerek gyorsan és rugalmasan alkalmazkodnak a különböző méretű mérési mezőkhöz – a legkisebb, képeslap méretű objektumoktól a teljes szélturbinákig. Az olyan optikai mérőrendszerek, mint az ARAMIS, nemcsak a mozgó alkatrészek pontos mérésére használhatók, hanem az elmozdulás-jeladók (LVDT) és a gyorsulásérzékelők (gyorsulásmérők) helyettesítésére is!