Eng
RusКомпания Werth была основана в 1951 году и специализируется на производстве оптических высокоточных мультисенсорных координатно-измерительных машин (КИМ) и томографов.
Компания всегда в своей работе основное внимание уделяла работе с изображениями, их оцифровке и алгоритмам обработки. Werth уже порядка 40 лет тому назад разработал и запатентовал уникальный алгоритм обработки изображений Werth IP, который нашел свое применение и в работе оптического датчика в классических мультисенсорных КИМ, и в томографах! Суть метода заключается в том, что реальный контур детали строится по дополнительному, более точному подпиксельному (субвоксельному в случае с томографом) контуру, что позволяет значительно более точно определять границы детали (переход воздух–деталь), а значит, и измерять с меньшей погрешностью. Итак, данный метод нашел свое применение и показал на практике свою пригодность и в КИМ, и в томографах, потому что и в первом, и во втором случае мы имеем дело с изображениями, которые нужно получить, оцифровать и точно измерить, отличие только лишь в том, что получены они разными датчиками.
Алгоритм обработки изображения — это только один из определяющих моментов, влияющих на погрешность измерения. Что еще определяет качество и точность измерения? Это, конечно, база машины! Компания Werth предлагает: гранитное основание (рис. 1) в базе всех машин, конструкция томографа — это классическая КИМ с рентгеновским датчиком, томографы Werth калибруются и настраиваются по калибровочным эталонам КИМ (ступенчатые меры, штриховая мера длины, KobaStep и пр.), отсчетные шкалы от КИМ с разрешением 0,1 мкм (опционально 0,01 мкм), поворотная ось на воздушных подшипниках и пр.
Рис. 1. 
Выделение субвокселей используется в момент расчета STL-модели (облака точек) из реконструированного, т. е. так называемого живого рентгеновского изображения. И здесь в работу уже вступает программное обеспечение WinWerth — метрологическое ПО, используемое также в классических КИМ.
WinWerth — это единый модуль, который включает в себя управление машиной, всеми ее датчиками, настройками рентгеновского датчика, написанием программы, обработкой и анализом собранных данных вплоть до формирования протокола. Все операции происходят в одном софте, без переноса данных, дополнительных конвертаций, потерь данных и времени.
Еще одним важным моментом является то, что во время сканирования детали в рентгеновском излучении собирается и сохраняется огромное количество данных, требующих последующей обработки и оцифровки. Работать с такими данными трудозатратно даже для современных компьютеров и занимает много времени. Чтобы сократить время на анализ, компания Werth в своем ПО реализовала алгоритм параллельной обработки данных, т. е. реконструкция объемного 3D-изображения детали происходит параллельно сбору самих отдельных изображений, во время сканирования детали. По окончании сканирования мы имеем готовое 3D-реконструированное изображение детали (рис. 2).
Рис. 2. 
Поскольку все операции выполняются в одном ПО и используются методы работы с изображениями те же, что и в оптике, то значит, есть возможность проводить прямые измерения не только на STL-модели, но и на реконструированном живом изображении с возможностью использования фильтров (как в оптическом датчике) и построении любых сечений (рис. 3).
Рис. 3. Использование фильтра белого (повышение контрастности)
Если говорить о погрешности, то в спецификации томографов Werth можно увидеть следующие значения: MPE E: 4,5 + L/75 мкм — для серии томографов TomoScope и MPE E: 2,5 + L/150 мкм — для томографов серии TomoCheck. Данная погрешность — более чем наглядный показатель отлаженной и точной работы всей системы томографа в целом. Погрешность подтверждается на эталоне типа «лес щупов» (рис. 4).
Рис. 4. 
Отличительной особенностью является то, что компания Werth указывает погрешность MPE E, а не SD. MPE E и SD отличаются тем, что первый включает в себя не только погрешность измерения межцентровых расстояний сфер, но и погрешность измерения диаметра самих сфер, в отличие от SD, где учитывается только погрешность измерения межцентровых расстояний сфер, что само по себе является более простым, упрощенным методом, а потому дает более «красивые» цифры, к примеру, SD для серии TomoScope составляет 3,5 + L/100 мкм!
Все томографы Werth МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ, а не только инспекционные системы для поиска дефектов!
Werth сам проектирует и разрабатывает свои трубки с ориентацией на метрологию и заказывают их производство у таких известных производителей, как Hama и Viscom. Основной упор компания делает на трубки с мишенью проходящего типа, которые обеспечивают получение лучшего разрешения и высокую производительность, что снижает время измерения (см. таблицу ниже). Только у WERTH есть трубка c мишенью проходящего типа напряжением 300 кВ и мощностью 80 Вт (180 кВ и 20 Вт у других производителей)!
Пояснение к таблице: при равной мощности двух типов трубок (с мишенью отраженного и проходящего типа) — 80 Вт мы имеем равное время измерения в 2 минуты, НО размер фокального пятна при этом у «отраженной» трубки будет существенно больше, а значит, и хуже разрешение конечного изображения > больше воксель! Если размер фокальных пятен приравнять (в таблице 16 мкм), то на «отраженной» трубке упадет мощность и значительно ВЫРАСТЕТ время измерения.
Все эти методы и уникальные особенности делают томографы Werth самыми точными томографами в мире и позволяют решать самые разнообразные измерительные задачи. ■
ЗАО НПФ «Уран», г. Санкт-Петербург
тел/факс: +7 (812) 335-09-75, моб: +7 (921) 310-17-12
Источник журнал "Аддитивные технологии" № 2-2020
