Für Millionen von Nordamerikanern bedeutet der späte Sommer und der frühe Herbst nur eines: bestes Surfwetter und der Höhepunkt der atlantischen Hurrikansaison.
Von den Palmengebieten entlang der Bucht von Campeche und dem Golf von Mexiko bis hin zu Neuenglandstaaten am Golf von Maine können heftige Stürme fast überall auf einem weiten Abschnitt tropischer und subtropischer Küsten sowie an den Küsten mittlerer Breitengrade wüten. Tropische Stürme können sich direkt vor der Haustür entwickeln. Oder sie bilden sich vor der Küste Afrikas, während sie sich in Richtung der dortigen Gewässer bewegen und auf ihrem Weg an Intensität gewinnen.
Selbst an Orten, an denen der Sturm nicht oft auf das Festland trifft, wie in Maine oder den kanadischen Maritimes, können die Wellen dieser wirbelnden Stürme, die manchmal Hunderte von Kilometern entfernt entstehen, das hervorrufen, was Surfer als „episches Set“ bezeichnen: eine Reihe von Wellen, zwei oder mehr, die sich nähern, wo Surfer direkt hinter den brechenden Wellen warten, ihre Surfbretter in Erwartung des nächsten ultimativen Ritts.
Traditionell wurden diese schönen Bretter von Hand gefertigt. Heute werden die meisten mit einer CNC-Maschine (Computer Numerical Control) hergestellt. Laut Surfer Today
Damit eine CNC-Maschine ihre Arbeit ordnungsgemäß verrichten kann, muss sie natürlich überprüft werden, um sicherzustellen, dass das, was sie schneidet, innerhalb des Toleranzbereichs liegt, dass die Teile, aus denen die Maschine selbst besteht, nicht beschädigt sind und dass die Surfbretter, die sie herstellt, innerhalb der Toleranzbereiche, die das CAD-Modell vorgibt, liegen. Hier können Laser Tracker für 3D-Messtechnik helfen — die unausgesprochenen „Helden“ der gesamten Surfer-Community. Denn ohne diese kritische Qualitätskontrolle könnte eine falsch kalibrierte CNC-Maschine dazu führen, dass das fertige Produkt bei der ersten Artikelkontrolle durchfällt. Die Folgen sind: weniger Verkäufe, mehr zurückgegebene Produkte oder schlimmer noch, mehr Verletzungen von Surfern, was sich negativ auf eine etwa 10 Milliarden Dollar schwere Industrie auswirkt.
Laser Tracker 101
Daher sind Laser Tracker für Branchen, die regelmäßig groß angelegte Messungen und Maschinenqualitätskontrollen durchführen müssen, die wichtigste Ressource von heute. Sie bieten genaue 3D-Messungen, die von einem einzigen Bediener erfasst werden, und sind schon seit längerem eine gängige Lösung in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie. Aber, wie oben erwähnt, sind sie auch in anderen Branchen, wie in der Herstellung und Massenproduktion von Surfbrettern, von Vorteil.
Laser Tracker sind einfache Werkzeuge: Sie messen zwei Winkel plus eine Entfernung. Der Tracker sendet einen Laserstrahl (daher „Laser Tracker“) zu einem retroreflektierenden Ziel (üblicherweise ein sphärisch montierter Retroreflektor oder SMR), das gegen das Messobjekt gehalten wird. Der entstehende Lichtstrahl wird auf demselben Pfad zurück auf den Tracker reflektiert. Wenn das Licht wieder in den Tracker eintritt, berechnet ein Entfernungsmesser im Tracker den Abstand vom Tracker zum Retroreflektor. Die gesammelten Koordinatendaten werden an eine Messsoftware übertragen, um die X-, Y- und Z-Koordinaten für den gemessenen Punkt zu ermitteln. Die Software verwendet letztendlich eine Sammlung der Punkte, die für die Interpretation und Modellierung verwendet werden.
Laser Tracker verwenden eine von zwei Arten von Entfernungsmessern. Das erste ist das Interferometer, das die relative Entfernung misst - das heißt, es kann die Bewegung eines Ziels genau messen, aber keine absolute Position angeben. Der zweite ist der absolute Entfernungsmesser (ADM). Die meisten Laser Tracker verwenden die ADM-Technologie.
Die ADM-Technologie basiert auf der Phasenverschiebung, bei der ein Signal mit einer bekannten Wellenlänge an ein Ziel gesendet und dann die Phasendifferenz des empfangenen Signals gemessen wird. Die Differenz ergibt die Entfernung zum Tracker. Es müssen mehrere Wellenlängen gesendet werden, beginnend mit einer langen Wellenlänge, um eine grobe Schätzung der Position des Ziels zu erhalten, gefolgt von kürzeren Wellenlängen, um mehr Präzision zu erreichen. ADM ist tendenziell sehr genau, hat aber eine langsamere Messzeit. FARO entwickelte ein fortschrittliches ADM-System, das die Zeit, die das Signal zum Ändern der Frequenz benötigt, verkürzt. Die sechste Generation der ADM-Technologie von FARO ist die integrierte Absolute Distant Measurement (iADM). Mit iADM können Winkel und Entfernung mit demselben Laserstrahl gemessen werden. Dadurch werden Fehler und Abweichungen vermieden, die manchmal mit der Zweistrahl-ADM-Technologie verbunden sind.
Wie viele 3D-Messgeräte variieren Lasertracker je nach Konstruktion und Spezifikation in ihrer Geschwindigkeit und Genauigkeit und sind im gesamten Fertigungslebenszyklus einsetzbar, einschließlich:
- Ausrichtung: Durchführung von Echtzeitmessungen während des Montageprozesses, um Toleranzen zu bestätigen und die Qualitätskontrolle aufrechtzuerhalten oder zu verbessern.
- Maschineninstallation, -ausrichtung und -wartung: Sicherstellung der Maschinenkalibrierung und Überwachung mechanischer Teile bzw. ihrer Einhaltung operativer Spezifikationen
- Teil- und Montageinspektion: Erstellung einer digitalen Aufzeichnung der tatsächlichen (im Vergleich zu den nominalen) Daten, um die Einhaltung der Qualitätsanforderungen zu überprüfen
- Werkzeug-, Formen- und Formenbau: Durchführung von volumetrische Genauigkeitsmessungen, um den Verschleiß zu überwachen und die Konsistenz sicherzustellen
- Reverse Engineering: Erfassung präziser digitaler Messdaten von Teilen oder Baugruppen, für die es keine Baupläne oder CAD-Zeichnungen gibt
- Roboterkalibrierung: Routinemäßige Wartungskalibrierungen an Robotern, um die Einhaltung der Spezifikationen und eine gleichmäßige Leistung sicherzustellen
Trotz dieser zahlreichen Anwendungen haben einige Branchen auf die Einführung der Laser-Tracker-Technologie verzichtet, da sie immer noch davon ausgehen, dass ihre Anwendung kompliziert ist. Normalerweise war die Messung ein intensiver manueller Vorgang, der eine absolute Sichtverbindung zwischen dem Lasergerät und dem SMR erforderte – wenn etwas zwischen die beiden geriet, wurde der Strahl unterbrochen und die Sequenz musste von vorne beginnen. Die Bediener benötigten eine umfassendere Schulung und Erfahrung, um den Laser Tracker effizient nutzen zu können.
Die jüngsten Innovationen haben dieses Problem jedoch verringert, da der Laser das Ziel auch dann aktiv lokalisieren und einstellen kann, wenn der Sichtstrahl unterbrochen ist. Daher können Bediener mit der Nutzung der Technologie beginnen, ohne Schulungen zu benötigen, und die Zeit, die für die Messung großer oder komplizierter Objekte erforderlich ist, wird drastisch reduziert. Darüber hinaus bietet die Verwendung eines Zubehörs wie einer 6Probe dank der 6 Freiheitsgrade (6DoF) eine drahtlose handgeführte Unterstützung bei der Messung versteckter oder schwer zugänglicher Bereiche. Diese Eigenschaften machen Laser Tracker zu einer vielseitig einsetzbaren, schnellen und benutzerfreundlichen Lösung.
Wir halten die Surfer-Community auf Kurs
Man kann die symbiotische Beziehung zwischen CNC-Maschinen und Laser Trackern kaum überschätzen. Das eine könnte ohne das andere nicht existieren.
Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass sich die Geschwindigkeit und Effizienz des computergestützten Designs und der computergestützten subtraktiven Fertigung im Laufe der Zeit zwar summieren, aber keine dieser Einsparungen realisiert werden (oder nur sehr viel langsamer), wenn die Ausrüstung, die für das Design des fraglichen Produkts verwendet werden – egal, ob es sich um Surfbretter oder Segelboote handelt –, völlig versagt oder ihr Versprechen, ein Präzisionsmaß in Massenproduktion zu erzeugen, nicht einhält.
Um die Bedeutung von Laser Trackern in die Sprache der Surfer zu übertragen, hat es der legendäre Boarder und achtzigjährige Surfboard-Designer Skip Frye vielleicht am besten ausgedrückt: „Surfen ist für mich wie Musik machen. Man spielt mit verschiedenen Boards verschiedene Melodien“.
Um Skips Analogie auf die Spitze zu treiben, sind Laser Tracker die Präzisionsmessgeräte, mit denen diese Surfbretter „gestimmt“ werden, damit sie die perfekten Noten treffen.
Wenn in diesem Jahr das Atlantikbecken wieder zum Leben erwacht und tropische Stürme das Wasser in 10, 20 und 30 Fuß große „Bomben“ verwandeln, sollten Sie daran denken, dass dem Laser Tracker – und nicht nur der CNC-Maschine – ein Großteil der Lorbeeren hinter den Kulissen zusteht.
Ziemlich bemerkenswert, oder?!