Назначение
Системы оптические координатно-измерительные HyperScan (далее - системы) предназначены для измерений геометрических размеров объектов с поверхностью сложной формы.
Описание
Конструктивно система состоит из основных элементов: оптической системы слежения (далее - трекер) ZG-Track и, в зависимости от модификации системы, ручного лазерного сканера (далее - сканер) HyperScan DX-B или HyperScan Plus и комплекта соединительных кабелей. Дополнительно система может комплектоваться беспроводным измерительным щупом (далее - щуп) ZG-Probe для проведения контактных измерений. Одновременно с одним сканером могут работать до четырех трекеров. Система работает под управлением персонального компьютера пользователя с установленным специализированным программным обеспечением, входящим в комплект поставки.
Принцип действия систем заключается в определении пространственного положения точек на поверхности сканируемых объектов бесконтактным методом с помощью ручного лазерного сканера или контактным методом с помощью беспроводного измерительного щупа, положение в пространстве которых определяется оптической системой слежения методом триангуляции по размещённым на них оптическим рефлекторам, и дальнейшем построении по полученным данным трёхмерной модели в виде облака точек. Между любыми из определённых точек, или построенных на их основании поверхностей, можно провести линейные измерения. Допускается проведение измерений сканером без использования трекера, при этом позиционирование сканера в пространстве во время проведения измерений осуществляется с помощью специальных рефлекторных (светоотражающих) меток, нанесенных на объект сканирования и/или на окружающие предметы.
Конструктивно сканер состоит из лазерных излучателей и двух камер, помещённых в корпус специальной формы, а также соединительных кабелей для подключения к персональному компьютеру и источнику питания. При проведении измерений сканером, проецируемые с помощью лазерных излучателей линии синего диапазона спектра, формируют на поверхности объекта деформированный рисунок. Камеры сбора данных геометрии фиксируют его форму и далее с помощью программы обработки проводится вычисление расстояний до каждой точки в поле зрения одного кадра. Построение трёхмерной модели в виде облака точек производится на основе серии снимков, сделанных с разных сторон и под разным углом, и объединённых в единое целое.
Щуп представляет собой измерительное устройство, используемое для контактного измерения необходимых точек.
Трекер представляет собой устройство с двумя встроенными камерами, которое используется для определения положения и ориентации в пространстве сканера, щупа и контрольных маркеров с помощью нанесённых на них оптических рефлекторов, и их преобразования в пространственные координаты. Трекер может устанавливаться на штатив, стойку или настенный кронштейн.
Контрольные маркеры используются для динамической привязки. При этом во время измерения нужно получать дополнительные данные, по крайней мере, с трех контрольных маркеров. Если контрольные маркеры имеют фиксированную привязку к объекту измерения, опорная точка между объектом измерения и оптической системой слежения может перемещаться во время измерения без изменения локальной системы координат.
В зависимости от размера измеряемого объекта система работает в режимах измерений 9.6 м3 или 17.6 м3. Режим измерений выбирается вручную в программном обеспечении при выполнении калибровки системы перед началом проведения измерений.
Системы выпускаются в двух модификациях: HyperScan DX-B и HyperScan Plus, отличающихся некоторыми метрологическими и техническими характеристиками.
Модификация HyperScan DX-B оснащается источником света, проецирующим до 27 линий. Модификация HyperScan Plus оснащается источником света, проецирующим до 35 линий.
Заводские номера элементов системы указываются на расположенных на них маркировочных наклейках: на оптической системе слежения в нише ручки для переноски, на ручном лазерном сканере - на нижней части корпуса, на беспроводном измерительном щупе -на крышке батарейного отсека. Наименование модификации всей системы, а также её заводской номер указан на маркировочной наклейке сканера.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Пломбирование приборов не производится. В процессе эксплуатации, приборы не предусматривают внешних механических регулировок.
Общий вид приборов приведён на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид приборов оптических координатно-измерительных бесконтактных HyperScan: а) оптическая системы слежения ZG-Track; б) ручной лазерный сканер HyperScan DX-B, HyperScan Plus; в) беспроводной измерительный щуп ZG-Probe
Общий вид меток и пример их нанесения на объект сканирования представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 - Общий вид меток и пример их нанесения на объект сканирования.
Место нанесения маркировочной наклейки с заводским номером средства измерений
Место нанесения знака утверждения типа средства измерений
Рисунок 3 - Место расположения маркировочной наклейки с указанием заводского номера сканера и место нанесения знака утверждения типа.
Место нанесения маркировочной наклейки с заводским номером средства измерений
Рисунок 4 - Место расположения маркировочной наклейки с указанием заводского номера трекера.
Рисунок 5 - Место расположения маркировочной наклейки с указанием заводского номера щупа.
Для увеличения диапазона и повышения точности измерений возможно использование вспомогательного устройства PhotoShot (далее - устройство PhotoShot) моделей PhotoShot Pro или PhotoShot Max. При помощи устройства PhotoShot, выполняется серия фотоснимков объекта. На основе полученных снимков производится построение базовой модели позиционирования, которая содержит в себе информацию о пространственном положении меток. После обработки с помощью программного обеспечения данные загружаются в проект проведения измерений, где используются в качестве основной системы позиционирования.
а) б)
Рисунок 6 - Общий вид прибора вспомогательного устройства PhotoShot: а) PhotoShot Pro; б) PhotoShot Max
Программное обеспечение
Приборы работают под управлением программного обеспечения (далее - ПО) «HyperScan», установленного на персональный компьютер, предназначенного для обеспечения взаимодействия компонентов системы, выполнения измерений, сохранения и экспорта измеренных величин, а также обработки результатов измерений.
Защита программного обеспечения и измеренных данных от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационное данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | HyperScan Plus |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | не ниже 5.0.0.822 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Модификация | HyperScan DX-B | HyperScan Plus | ZG-Probe |
| Диапазон измерений линейных размеров, отклонений от формы и плоскостности малогабаритных объектов, мм 1), 3) | от 40 до 1000 |
| Диапазон измерений линейных размеров объектов при выборе режима измерений без трекера, мм 2) | от 40 до 4000 | - |
| Диапазон измерений линейных размеров при выборе режима измерений 9,6 м3, мм 1), 3) | от 200 до 2854 |
| Диапазон измерений линейных размеров при выборе режима измерений 17,6 м3, мм 1), 3) | от 200 до 3759 |
| Диапазон измерений линейных размеров крупногабаритных объектов при использовании системы совместно с устройством PhotoShot Pro (PhotoShot Max) мм 1) | от 40 до 10 000 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров малогабаритных объектов, мм | ±0,060 | ±0,055 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров объектов при выборе режима измерений 9,6 м3, мм | ±0,064 | ±0,060 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров объектов при выборе режима измерений 17,6 м3, мм | ±0,078 | ±0,075 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров объектов при выборе режима измерений без трекера, мм 4) | ± (0,020+0,035 L) | ± (0,020+0,030 L) | - |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров объектов при выборе режима измерений без трекера совместно с устройством PhotoShot Pro, мм 4) | ± (0,020+0,020 L) | - |
| Наименование характеристики | Значение |
| Модификация | HyperScan DX-B | HyperScan Plus | ZG-Probe |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров объектов при выборе режима измерений без трекера совместно с устройством PhotoShot Max, мм 4) | ± (0,020+0,015 L) | - |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров крупногабаритных объектов при использовании системы совместно с устройством PhotoShot Pro, мм 4) | ±(0,044+0,020-L) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров крупногабаритных объектов при использовании системы совместно с устройством PhotoShot Max, мм 4) | ±(0,044+0,015-L) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений отклонений от формы малогабаритных объектов, мм | ±0,025 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений отклонений от плоскостности малогабаритных объектов, мм | ±0,040 |
| 1) При использовании трекера. 2) Без использования трекера. 3) Объект сканирования должен находиться в измерительном объёме системы, являющимся полем зрения трекера. Схемы измерительных объёмов приведены на рисунках 7 - 8. Значения указаны в миллиметрах. 4) L - длина объекта в метрах. |
Рисунок 7 - схема измерительного объёма 9,6 м3
Рисунок 8 - схема измерительного объёма 17,6 м3
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| HyperScan DX-B | HyperScan Plus | ZG-Probe | ZG-Track |
| Габаритные размеры (Д*Ш*В), мм, не более | 190x31 | 10x325 | 125x70x290 | 1030x195x137 |
| Масса, кг, не более | 1,80 | 0,70 | 9,00 |
| Напряжение питания от источника постоянного тока, В | 24 | 3 | 24 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С | от- 20 до +40 |
Знак утверждения типа
наносится в виде наклейки на нижнюю часть корпуса сканера и типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность приборов
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система оптическая координатно-измерительная в составе: - оптическая система слежения - лазерный сканер (модификация в соответствии с заказом потребителя) - беспроводной измерительный щуп | HyperScan ZG-Track HyperScan DX-B / HyperScan Plus ZG-Probe | 1 шт. 1 шт. 1 шт. По заказу |
| Штатив | - | 1 шт. |
| Калибровочная пластина | - | 1 шт. |
| Калибровочная штанга | - | 1 шт. |
| Комплект соединительных кабелей | - | 1 шт. |
| Блок питания постоянного тока | - | 1 шт. |
| Комплект контрольных маркеров | - | 1 шт. |
| Комплект рефлекторных меток | - | По заказу |
| Приёмник Buetooth* | - | 1 шт. |
| Калибровочный конус | - | 1 шт. |
| Наконечник рубиновый 3 мм* | - | 1 шт. |
| USB накопитель с ПО и драйвером USB | - | 1 шт. |
| USB-электронный ключ защиты для ПО | - | 1 шт. |
| Вспомогательное устройство (модификация в соответствии с заказом потребителя) | PhotoShot Pro / PhotoShot Max | По заказу |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Кейс для транспортировки | - | 2 шт. |
| * при наличии в комплекте поставки щупа ZG-Probe |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 7 «Процесс сканирования» документа «Системы оптические координатноизмерительные HyperScan. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 1-10’9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм, утвержденная приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 декабря 2018 г. № 2840;
Государственная поверочная схема для средств измерений геометрических параметров поверхностей сложной формы, в том числе эвольвентных поверхностей и угла наклона линии зуба, утвержденная приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 472 от 6 апреля 2021 г.;
Стандарт предприятия ZG Technology Co., Ltd, Китай.
