Escaneo directo a targets de contraste sencillos para adaptarse a los procesos industriales existentes
Establecer la viabilidad de targets en blanco y negro de bajo coste para la inspección metrológica en la construcción naval
La documentación conforme a obra es un requisito para muchas aplicaciones industriales en las que la documentación formal de la instalación del proyecto es necesaria, y la construcción naval no es una excepción. Una inspección precisa es esencial para garantizar que el buque permanezca erguido y no se deforme debido a pequeñas desviaciones en el proceso de la fabricación, y esta inspección requiere de una comprobación fiable apta para grandes escalas necesarias cuando se trata de buques.
El uso de escáneres láser terrestres ofrece una nube de puntos grande adecuada para el sector de la construcción, y es una solución ampliamente utilizada en el sector con fines de documentación. Sin embargo, estos equipos no son lo suficientemente precisos para la comprobación dimensional adecuada que también se requiere en el sector de la construcción naval.
A raíz de las conversaciones mantenidas con expertos en el sector, nuestros ingenieros comenzaron a analizar el uso del Leica Absolute Tracker ATS600 para la inspección de alta precisión en la construcción naval, como un sistema complementario al proceso de documentación con escáner terrestre hemisférico con buen uso reconocido en el sector.
El concepto se basa en la función exclusiva de escaneo directo del láser tracker ATS600, que permite medir puntos de superficie con grado metrológico desde una distancia de hasta 60 metros sin necesidad de un prisma en el punto de medición.
El proceso de fabricación en la construcción naval incluye la soldadura de páneles para crear subensamblados, que luego se sueldan para formar un módulo. Los distintos módulos se sueldan para entre sí para formar el buque completo. Es fundamental garantizar que el buque se mantenga erguido durante todo este proceso, y actualmente se utilizan escáneres láser terrestres para documentar el estado final del módulo o del buque completo. Sin embargo, carecen de la precisión de grado metrológico del ATS600, lo cual los hace inadecuados para la inspección de calidad validada y la generación de informes.
Con base en el conocimiento de este proceso, se propuso una solución que combinaría las capacidades del escaneo directo del ATS600 con el uso de targets de contraste sencillos utilizados habitualmente para el registro dimensional en la industria. Si bien es cierto que el ATS600 puede medir hacia un reflector al estilo tradicional del láser tracker – una función sencillamente imposible con cualquier otro tipo de escáner terrestre – los reflectores son caros, y por lo tanto, es poco probable que sean una alternativa aceptable.
Nuestros expertos tenían que demostrar que con el ATS600 era posible medir targets de contraste en blanco y negro sencillos y económicos, manteniendo al mismo tiempo el nivel de precisión de medición requerido con una tolerancia de 1 milímetro.
Se probó el target blanco y negro Leica GZT21 y se comprobó que era una alternativa económica a los reflectores con el ATS600, con una precisión de 1 milímetro. Se efectuaron tres pruebas: pruebas de repetibilidad a 5, 10 y 20 metros en diferentes giros del target; una alineación de mejor ajuste de cinco targets de contraste en cinco posiciones diferentes del tracker y una alineación de mejor ajuste de cinco reflectores red-ring (RRRs) de 1.5” en las misma posiciones del tracker para comparar.
El software SpatialAnalyzer de Hexagon ofrece una función para la extracción automática del punto central del target y para ajustar el ángulo de inclinación del escaneo a fin de garantizar la distribución homogénea de los puntos en el target. Se recomienda escanear el target con un ángulo de 45 grados para obtener la más alta precisión y una separación de puntos distribuida equitativamente.
Los resultados de las pruebas mostraron que, si bien la medición con reflector es sin duda más precisa, la medición hacia un target blanco y negro Leica GZT21 se encontraba sistemáticamente dentro de la tolerancia en todas las posiciones de medición. Esto establece que la solución propuesta es una opción válida para obtener nubes de puntos precisas a bajo coste y alta precisión al combinar las capacidades de escaneo directo del ATS600 con el uso de targets comunes para el registro preciso, con el target blanco y negro Leica GZT21 identificado como una alternativa de bajo coste a los reflectores láser tracker tradicionales.
Esta solución facilita la obtención de documentación conforme a obra en la construcción naval al tiempo que garantiza la precisión en tareas de inspección, sin exigir grandes cambios en las normas del proceso actual. Una vez establecido como parte del proceso de inspección y documentación en la construcción naval, el ATS600 puede tener aún más que ofrecer al ayudar directamente en el proceso de ensamblado.
Con el uso del tracker en modo build, el usuario puede utilizar el DRO en directo del sistema para guiar la pieza hacia una posición determinada y soldarla posteriormente en su lugar con mucha mayor fiabilidad que con el actual proceso manual.
El uso de escáneres láser terrestres ofrece una nube de puntos grande adecuada para el sector de la construcción, y es una solución ampliamente utilizada en el sector con fines de documentación. Sin embargo, estos equipos no son lo suficientemente precisos para la comprobación dimensional adecuada que también se requiere en el sector de la construcción naval.
A raíz de las conversaciones mantenidas con expertos en el sector, nuestros ingenieros comenzaron a analizar el uso del Leica Absolute Tracker ATS600 para la inspección de alta precisión en la construcción naval, como un sistema complementario al proceso de documentación con escáner terrestre hemisférico con buen uso reconocido en el sector.El concepto se basa en la función exclusiva de escaneo directo del láser tracker ATS600, que permite medir puntos de superficie con grado metrológico desde una distancia de hasta 60 metros sin necesidad de un prisma en el punto de medición.
El proceso de fabricación en la construcción naval incluye la soldadura de páneles para crear subensamblados, que luego se sueldan para formar un módulo. Los distintos módulos se sueldan para entre sí para formar el buque completo. Es fundamental garantizar que el buque se mantenga erguido durante todo este proceso, y actualmente se utilizan escáneres láser terrestres para documentar el estado final del módulo o del buque completo. Sin embargo, carecen de la precisión de grado metrológico del ATS600, lo cual los hace inadecuados para la inspección de calidad validada y la generación de informes.
Con base en el conocimiento de este proceso, se propuso una solución que combinaría las capacidades del escaneo directo del ATS600 con el uso de targets de contraste sencillos utilizados habitualmente para el registro dimensional en la industria. Si bien es cierto que el ATS600 puede medir hacia un reflector al estilo tradicional del láser tracker – una función sencillamente imposible con cualquier otro tipo de escáner terrestre – los reflectores son caros, y por lo tanto, es poco probable que sean una alternativa aceptable.
Nuestros expertos tenían que demostrar que con el ATS600 era posible medir targets de contraste en blanco y negro sencillos y económicos, manteniendo al mismo tiempo el nivel de precisión de medición requerido con una tolerancia de 1 milímetro.
Se probó el target blanco y negro Leica GZT21 y se comprobó que era una alternativa económica a los reflectores con el ATS600, con una precisión de 1 milímetro. Se efectuaron tres pruebas: pruebas de repetibilidad a 5, 10 y 20 metros en diferentes giros del target; una alineación de mejor ajuste de cinco targets de contraste en cinco posiciones diferentes del tracker y una alineación de mejor ajuste de cinco reflectores red-ring (RRRs) de 1.5” en las misma posiciones del tracker para comparar.
El software SpatialAnalyzer de Hexagon ofrece una función para la extracción automática del punto central del target y para ajustar el ángulo de inclinación del escaneo a fin de garantizar la distribución homogénea de los puntos en el target. Se recomienda escanear el target con un ángulo de 45 grados para obtener la más alta precisión y una separación de puntos distribuida equitativamente.
Los resultados de las pruebas mostraron que, si bien la medición con reflector es sin duda más precisa, la medición hacia un target blanco y negro Leica GZT21 se encontraba sistemáticamente dentro de la tolerancia en todas las posiciones de medición. Esto establece que la solución propuesta es una opción válida para obtener nubes de puntos precisas a bajo coste y alta precisión al combinar las capacidades de escaneo directo del ATS600 con el uso de targets comunes para el registro preciso, con el target blanco y negro Leica GZT21 identificado como una alternativa de bajo coste a los reflectores láser tracker tradicionales.
Esta solución facilita la obtención de documentación conforme a obra en la construcción naval al tiempo que garantiza la precisión en tareas de inspección, sin exigir grandes cambios en las normas del proceso actual. Una vez establecido como parte del proceso de inspección y documentación en la construcción naval, el ATS600 puede tener aún más que ofrecer al ayudar directamente en el proceso de ensamblado.
Con el uso del tracker en modo build, el usuario puede utilizar el DRO en directo del sistema para guiar la pieza hacia una posición determinada y soldarla posteriormente en su lugar con mucha mayor fiabilidad que con el actual proceso manual.
Figure 1: Resultados de la prueba de repetibilidad a varias distancias – 20 ejecuciones por posición y giro del target.
Figure 2: Posición de referencia con mejor ajuste a posiciones medidas.
