Che cos’è l’analisi del movimento 3D?

In un’analisi del movimento 3D, i movimenti di oggetti, componenti di macchine o corpi (umani) nello spazio 3D vengono registrati nel tempo tramite sensori che utilizzano telecamere stereo. I dati raccolti possono quindi essere analizzati e utilizzati per misure di ottimizzazione. Con un’analisi del movimento 3D, viene registrata un’ampia gamma di parametri cinematici a seconda dell’applicazione, ad esempio accelerazioni, velocità di rotazione o deflessioni di guide o azionamenti.

Per l’analisi del movimento 3D si utilizzano solitamente sistemi composti da sensori di telecamere stereo, hardware e software per l’elaborazione dei dati e i cosiddetti marcatori di misura. Questi marcatori di misura, che a seconda dell’uso conforme possono essere autoadesivi o termostabili, vengono applicati ai punti da misurare sull’oggetto prima del processo di misurazione. Il sensore della telecamera stereo, noto anche come testa di misura, viene quindi posizionato su un treppiede di fronte all’oggetto da misurare. L’oggetto da misurare con i marcatori di misura viene messo in movimento e le telecamere iniziano a registrare la configurazione di prova. Nei sistemi moderni, la registrazione delle immagini viene attivata in modo flessibile per uno o più stati di carico: le prestazioni della telecamera si adattano così automaticamente alle condizioni dell’oggetto da registrare. Il vantaggio significativo dell’analisi del movimento 3D: Grazie alla tecnologia della telecamera stereo, è possibile determinare contemporaneamente un numero qualsiasi di punti di misura nello spazio con una precisione di 30-40 μm/m!

I moderni dispositivi di misura per l’analisi del movimento 3D si basano su metodi di misura ottici. Le applicazioni possibili della metrologia ottica sono molteplici e ciò si riflette anche nelle applicazioni dell’analisi del movimento 3D. La metrologia ottica può essere scalata per campioni di dimensioni diverse, da pochi millimetri a diversi metri, e adattata alle attività di misura e alle condizioni ambientali.

Di conseguenza, l’analisi del movimento 3D mediante sistemi di misura ottici viene ora eseguita in molti settori, tra cui:

• Settore automotive
• Settore aerospaziale
• Industria dei beni di consumo
• Biomeccanica
• Analisi della capacità delle macchine, monitoraggio dei processi, ottimizzazione dei processi di produzione

Non tutte le parti di un’area di lavoro possono essere catturate direttamente da un sensore di telecamera stereo. Se si devono analizzare i pezzi grezzi o le punte degli strumenti coperti dal portautensili, si utilizzano degli adattatori. Su questi adattatori vengono definiti in anticipo eventuali gruppi di punti e l’adattatore viene calibrato di conseguenza. Questa deviazione consente anche di analizzare senza problemi parti nascoste e complesse.

Combinando un software appropriato con una trasmissione veloce dei dati, l’analisi del movimento 3D può essere utilizzata anche nel contesto dell’analisi in tempo reale. Un esempio tipico di questa applicazione è l’analisi delle deformazioni sulle macchine per lo stampaggio lamiera. Utilizzando vettori di spostamento e diagrammi 3D, è possibile tracciare in tempo reale deformazioni come deflessioni, torsioni o piegature ed esaminare accelerazioni, velocità o vibrazioni strutturali. A seconda delle esigenze, con questi sistemi i rapporti possono essere emessi sotto forma di immagini, video, tabelle, diagrammi o come pratico file PDF.

No, al contrario: la messa a punto di un sistema di misura ottico come ARAMIS di ZEISS, è limitata a un tempo massimo inferiore a un’ora, che include il fissaggio dei punti di misura al campione. I sistemi moderni possono essere adattati in modo rapido e flessibile a campi di misura di diverse dimensioni, dagli oggetti più piccoli delle cartoline alle turbine eoliche complete. I sistemi di misura ottici come ARAMIS possono essere utilizzati non solo per misurare con precisione le parti in movimento, ma anche per sostituire i trasduttori di spostamento (LVDT) e i sensori di accelerazione (accelerometri)!