Phân tích chuyển động 3D là gì?

Trong phân tích chuyển động 3D, chuyển động của các vật thể, thành phần máy hoặc cơ thể (con người) trong không gian 3D được ghi lại theo thời gian thông qua các cảm biến sử dụng stereo camera. Dữ liệu được thu thập sau đó có thể được phân tích và sử dụng cho các biện pháp tối ưu hóa. Với phân tích chuyển động 3D, một loạt các thông số động học được ghi lại tùy thuộc vào ứng dụng, ví dụ như gia tốc, tốc độ quay hoặc độ lệch của hướng di chuyển hoặc truyền động.

Các hệ thống bao gồm cảm biến stereo camera, phần cứng và phần mềm để xử lý dữ liệu và cái gọi là điểm đánh dấu đo lường thường được sử dụng để phân tích chuyển động 3D. Các điểm đánh dấu đo lường này, tùy thuộc vào mục đích sử dụng, có thể tự dính hoặc ổn định nhiệt độ, được gắn vào các điểm cần đo trên vật thể trước quá trình đo. Sau đó, cảm biến stereo camera - còn được gọi là đầu đo - được đặt trên chân máy ở phía trước đối tượng đo. Đối tượng đo với các điểm đánh dấu đo được đặt trong chuyển động và các camera bắt đầu ghi lại thiết lập thử nghiệm. Trong các hệ thống hiện đại, việc ghi lại hình ảnh này được kích hoạt linh hoạt cho một hoặc nhiều trạng thái tải - hiệu suất của máy ảnh do đó tự động thích ứng với các điều kiện của đối tượng được ghi lại. Ưu điểm đáng kể của phân tích chuyển động 3D: Nhờ công nghệ camera âm thanh nổi, bất kỳ số lượng điểm đo nào trong không gian đều có thể được xác định cùng một lúc với độ chính xác 30-40 μm/m!

Các thiết bị đo hiện đại để phân tích chuyển động 3D dựa trên các phương pháp đo quang học. Các ứng dụng có thể có của đo lường quang học rất đa dạng - điều này cũng được phản ánh trong các ứng dụng của phân tích chuyển động 3D. Đo lường quang học có thể được chia tỷ lệ cho các cỡ mẫu khác nhau từ vài milimet đến vài mét và thích nghi với các nhiệm vụ đo lường và điều kiện môi trường.

Kết quả là, phân tích chuyển động 3D bằng cách sử dụng các hệ thống đo quang học hiện được thực hiện trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm:

• Ô tô
• Hàng không vũ trụ
• Ngành hàng tiêu dùng
• Cơ sinh học
• Phân tích công suất máy, giám sát quy trình, tối ưu hóa quy trình sản xuất

Không phải tất cả các bộ phận trong khu vực làm việc đều có thể được chụp trực tiếp bằng cảm biến stereo camera. Nếu khoảng trống hoặc đầu dụng cụ được bao phủ bởi giá đỡ dụng cụ được phân tích, bộ điều hợp được sử dụng. Bất kỳ nhóm điểm nào được xác định trước trên các bộ điều hợp này và bộ điều hợp đều được hiệu chuẩn tương ứng. "Đường vòng" này cũng cho phép phân tích các chi tiết ẩn và phức tạp để lắp ráp mà không gặp bất kỳ vấn đề gì.

Bằng cách kết hợp phần mềm thích hợp với truyền dữ liệu nhanh, phân tích chuyển động 3D cũng có thể được sử dụng trong bối cảnh phân tích thời gian thực. Một ví dụ điển hình của ứng dụng này là phân tích biến dạng trên các máy tạo hình kim loại tấm. Sử dụng vectơ và sơ đồ dịch chuyển 3D, các biến dạng như độ lệch, xoắn hoặc uốn có thể được theo dõi theo thời gian thực và có thể kiểm tra gia tốc, tốc độ hoặc rung động cấu trúc. Tùy thuộc vào yêu cầu, các báo cáo có thể được phát hành dưới dạng hình ảnh, video, bảng biểu, sơ đồ hoặc dưới dạng tệp PDF thực tế bằng cách sử dụng các hệ thống này.

Không, ngược lại: việc thiết lập một hệ thống đo quang học như ARAMIS từ ZEISS, được giới hạn trong thời gian tối đa dưới một giờ, bao gồm việc gắn các điểm đo vào mẫu vật. Các hệ thống hiện đại có thể được điều chỉnh nhanh chóng và linh hoạt cho các kích thước đo khác nhau - từ các vật thể có kích thước bằng bưu thiếp nhỏ nhất đến các tuabin gió hoàn chỉnh. Các hệ thống đo quang học như ARAMIS không chỉ dùng để đo chính xác các bộ phận chuyển động, mà còn có thể thay thế các đầu dò chuyển vị (LVDT) và cảm biến gia tốc (gia tốc kế)!