Analýza odchylek

Analýza odchylek je porovnání skutečného tvaru vyrobeného dílu s jeho nominální geometrií, nejčastěji porovnání dat z 3D skenování s CAD modelem (anglicky deviation analysis, také nominal/actual comparison). Výsledkem je barevná mapa odchylek po celém povrchu a číselné vyhodnocení vybraných rozměrů a geometrických tolerancí.

Prvním a rozhodujícím krokem je ustavení, tedy vzájemné zarovnání naměřených dat a CAD modelu. Ustavení best-fit hledá polohu s nejmenšími celkovými odchylkami. Ustavení podle základen napodobuje výkres nebo upnutí: díl se ustaví například na dosedací rovinu, osu díry a boční plochu (princip 3-2-1) nebo na referenční body karoserie (RPS). Stejná data mohou při různém ustavení dát velmi odlišné výsledky.

Software poté pro každý bod vypočítá nejkratší vzdálenost k nominální ploše se znaménkem: kladná odchylka obvykle znamená materiál navíc, záporná jeho nedostatek. Barevná škála se nastaví podle tolerance, takže místa v toleranci jsou zelená, místa s materiálem navíc obvykle žlutá až červená a místa s chybějícím materiálem modrá. Doplňují se popisky odchylek v bodech, řezy s vynesenými odchylkami a vyhodnocení geometrických prvků: na data se napasují roviny, válce nebo kružnice a vyhodnotí se průměry, polohy, rovinnost a další tolerance podle GD&T.

Porovnávat lze i dva skeny navzájem, například díl před a po tepelném zpracování, zatížení nebo provozu, a také hotový CAD model z reverzního inženýrství se skenem, ze kterého vznikl.

Analýza odchylek se používá při kontrole prvního kusu z nové formy nebo technologie, při ladění vstřikovacích a licích forem (kde a o kolik korigovat smrštění a deformace), u odlitků a výkovků ke kontrole přídavků na obrábění, u plechových dílů k posouzení odpružení a u dílů z 3D tisku k vyhodnocení deformací. Pomáhá také při hledání příčin montážních problémů, při reklamacích a při sledování opotřebení.

Oproti bodovému měření dává přehled o celém povrchu. Úzké tolerance funkčních rozměrů, jako jsou uložení a polohy otvorů v setinách milimetru, však spolehlivěji změří souřadnicový měřicí stroj, a proto se obě metody často kombinují.

Ustavení best-fit rozloží chybu po celém dílu: zkroucený díl pak vypadá napůl v plusu a napůl v minusu a systematická chyba se skryje. Pro posouzení shody s výkresem požadujte ustavení podle základen z výkresu a best-fit použijte tam, kde jde o samotný tvar.

Barevná mapa bez legendy a známého rozsahu škály nic neříká, protože vhodně zvolenou škálou lze stejný díl ukázat jako výborný i jako zmetek. Protokol by měl uvádět verzi CAD modelu, způsob ustavení, rozsah škály a tolerance, podmínky měření a číselné hodnoty kritických rozměrů. V místech, kde chybí data (otvory, stíny), mapa nic neukazuje.

Pružné díly, například plechy a tenkostěnné plasty, se ve volném stavu deformují jinak než v sestavě. Dohodněte se, zda se měří volně, nebo v přípravku, a počítejte s nejistotou skeneru: odchylky v řádu setin milimetru jsou na hranici toho, co sken spolehlivě rozliší.