工业光学3D扫描技术在钣金件上质量管理

质量保证和管理在工业开发及生产的重要性逐渐成长,供货商必须满足严格的规范以确保产品无问题,装配在最后生产结果,成就了高质量的最终产品。因此,光学量测系统已成为钣金件在装配分析及成形上的检测工具。

在早期,钣金件可以透过触觉量测仪进行检查,在有限的时间内只有少数几个区域可被检查。相反地,光学3D量测技术使用高分辨率点云来呈现部件表面几何特征。

图1:全局光学3D量测技术,采集整个组件的几何形状(STL 网格),孔位(孔,狭缝等),以及边界(剪边和回弹)
ATOS 3D扫描仪作为一个精确、快速和强大的量测解决方案,从消费性产品领域、航天和汽车产业,包括BMW、Audi、Volkswagen。ATOS结合了高质量的据且具灵活性,不仅可用于量测室的环境,也可用于冲压设备和原料生产环境。不论被测物的大小,建立精确的3D坐标和完整的量测检测报告。

图2:移动式3D量测,在生产环境的组件分析

引导式特征识别,确保所有特征量测
直到最近,锋利的边缘量测需求使用CMM因为光学量测系统提供不理想的结果。但由于完整的内部开发的测头、量测及检测软件,一个全方位的概念,安全的工作流程,特别是在整个钣金件检验过程中可被开发(图3)。

图3:GOM在钣金件检验流程

典型特征,例如孔位、剪边及回弹,在边界可以使用ATOS量测”引导特征量测战略”(图4)。使用预先从CAD中提取的检验特征,软件显示最佳测头位置,例如,在其中一个长孔可以最佳地进行测量。甚锋利边缘可被量测,可靠地高精度像素使用特别开发的算法。

图4:”引导式量测策略”确保量测表面的孔位、剪边

夹具及治具
稳定的工件可在不使用夹具及治具的情况下使用ATOS非接触式光学量测仪,因为量测数据与CAD数据的定位控制在ATOS检测软件中可使用RPS点(图5)
如果钣金组件量测时在自由状态下及安装的情况下,变形的情况是可被量测及显示出来的。可变化的定位是可行的,因为精致的量测数据可帮助快速地解决装配分析中的问题(图6)。

图5:RPS定位在ATOS检测软件 图6:变动件组件定位分析往往在组装过程中有助于快速解决问题

用于钣金组件的夹具量测结果,非接触式光学量测技术使用适应夹具的概念,从而节省昂贵的治具(图7 )。例如:一个简单的保持夹具可以代替6个治具。因为它可用于平行的可变动工件,节省储存空间和生产时间。

图7:非接触式光学量测技术使用适应夹具的概念,从而节省昂贵的治具

GOM ATOS 检测软件:从量测计划的一个综合概念来量测及分析
ATOS 检测软件能导入CAD数据格式,除了传统的量测计划,如Catia-List, DMIS等(图8)。此外,检测功能已可在CAD数据实现也可被导入,例如曲面公差、形状和位置公差(图9)。

图8:量测计划导入ATOS检测软件(DMIS) 图9:在ATOS检测软件中导入的CAD检测功能(曲面公差)

定位之后,CAD上的每一个点数据误差可被确定。使用数字化量测数据,CAD上的全局曲面误差可被建立(图10)。可使用检测截面来分析局部区域的误差(图11)。

图10:全局曲面误差-量测数据与CAD数据分析 图11: 使用带有公差带的检测截面来分析局部区域误差

当检查钣件边界时,垂直方向误差(回弹)及切线方向误差(剪边)(图12)可被建立。此外,平面上目标/实际比较、剪边及回弹、孔位、钣件包边、面差与间隙皆可被分析(图13-15)。

图12-15:分析剪边及回弹、CAD边界、孔位检测、检查钣件包边

量测结果可建立客制化的表格,此外,影像、所有的数值可被输出成表格、Word, Excel, or HTML格式(图16)

图16:输出的检测报告、表格及文件格式

此外,ATOS 3D免费浏览器支持多元的3D坐标量测数据及分析,所有3D量测数据及检测结果可被压缩并进一步与客户及同事交换(图17)。

图17:量测及检测报告文件格式输出

自动化量测单元:流程安全及趋势分析
灵活地自动化检测单元可以实现与机器人结合,旋转台、线性定位装置(图18)。全曲面组件量测使用good GO / NO GO方式,它也显示了实时偏差的过程(图19)。这意味着早期设备检测潜在问题,这样的过程可以及时修正方式,从而降低生扎成本和高效的质量控制。

图18-19:自动量测单元与批量生产相关的量测帮助用户节省废,通过流程分的(PCS和有针对性的返工时间和故障排除

光学3D量测技术:对于钣金件成形的优点
实现光学测量技术的公司受益于更短,生产时间的产品,以及更短的系列启动时间。公司保持竞争力,因为它们有助于从知道自己的客户更快去开发产品,优化生产流程,减少废品率,同时生产运行。特别是在自动量测单元而言,从测量硬件评估单一来源,全面的方法检测软件,与培训和支持相结合,代表了显著优点。


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