ATOS三维扫描仪钣金件及模具应用

近年来光学式量测设备,在工业用来量测的金属板件和模具已经越来越多的应用。这些生产制作流程链,在优化产品和生产工艺的发展上使用光学式量测设备,提高了产品质量。大大降低了开发时间和产品的生产,同时提高质量。相较于接触式测量系统,光学系统具备完整的测量,特别是对于复杂的几何形状提供了重要的优势。

钣金件及模具应用
1.介绍
ATOS-三维扫描仪,测量零件的完整形状。主要是应用于用在汽车行业中的逆向工程,分析和质量控制
应用程序:
•首件检测
•组立件检测
•刀具制造和优化
•生产监测和组立件的检查
这种新的技术的主要优点是:与CAD分析后呈现全局性且完整的彩色误差图
•快速测量过程与传统的基于接触式探针测量系统,并具有高的分辨率和高精精度,减少产品开发日程,以及缩短反馈时间生产监控。

ATOS光学式三维扫描仪可以在不同的地方移动,具有高移动性。

2.光学式测量原理
ATOS系统是基于三角测量原理:光栅投影至物体上的模式被测定,再由左右两个工业等级CCD撷取光栅变化数据,软件自动计算出三维坐标,每个摄像头像素精度高。根据相机的分辨率,每笔量测数据点云高达4000000表面点。

光栅投影和CCD都集成在ATOS量测头里。该系统的几何结构和透镜畸变参数使用校准摄影测量方法。然后,用户可以将ATOS量测头固定于脚架上,脚架无需额外处理技术,如图2所示。施加于对象本身的目标或在夹具上作为扫描仪的参考点。

量测后的结果

为了量测完整的工件,从不同的视角几个单独的测量 是必需的。量测完成后体会自动变换成整体坐标系 ,用户可以连续地观察屏幕上的量测过程中的进展。每单笔测量完整在要扫描的物体的三维模型的建立。 最后,量测过程中,表面的高分辨率多边形网格完整地呈现。通常,这种网状变薄基于曲率以 减少数据此外,还具配备了孔位线并显示金属板的边界线,

使用TRITOP量测金属钣件

对于像汽车车身,侧面板或更大的成型工具较大的物体,参考点应用直接到物体上。之前的实际3D扫描过程中,这些参考点被测量是指摄影测量系统TRITOP的。为此目的,该目的是由记录使用高阶数字相机,透过各个角度拍摄,经由软件运算而得出所要量测点的三维坐标位置,TRITOP的应用工件及范围为是没有限制的。例如为4米的物体,该三维精度大约为0.1mm以下。

工作流程

首先工件被固定在具有定位标签点的治具框架内,将框架架设到自动旋转台后,可以设定单次扫描的倾斜或是旋转角度,执行后约数分钟内即可完成单件的扫描任务得到扫描数据,检测报告依事先定义好的检测模版将扫描数据汇入后套用更新。因为叶片尺寸种类可能很多种样式,不同尺寸的框架设计是必要的,框架上的定位标签点必须先以TRITOP作好全局量测,以提供较佳的量测效果及减少量测时间。

与CAD定位后孔位位置 与CAD定位后彩图的呈现

3D量测在冲压零件的验证 ,分析和使用ATOS系统钣金零件的检验提供了相当 潜在优化产品和生产过程,特别是用于汽车 行业及其供货商。

首先,金属板被量测后,测得的数据被对准 CAD模型。通常,这种对齐是基于类似的圆孔特征点, 带槽的孔,边缘点或表面区域,定位方式是由一个RPS系统(参考点系统)。这些规范是来自于产品的2D图面或直接从CAD文件中。

对准之后。偏离可以看作彩色误差图。这表示允许所述物体的快速和准确的分析。这些彩色图特别适用于该部分的评估过程中工具试用品,先检验和测量伴随生产以及为一个过程检查。

双圆孔位置检测 剖面线分析

除了表面彩图的表示外,孔的位置,带槽的孔,边界线等都可以用来确定。在空间中相对于标称值的偏差可以被显示在表格卷标,如上图所示。通常情况下,会设且标准值以及公差值,容易判断孔位置是否于规格内。

如测得的数据完整地描述的,横截面可在任何位置方向被创建位置和相对于CAD的偏差的可视化,例如,通过有色针的高度或是设立公差带宽,更方便确认工件是否超出规格值。

对于重复的测量任务和测量相同或类似的部分,用于自动化测量程序和结果评价的需求增加是更为快速方便的。对于这些应用, ATOS自动化应用,是可以使用机器手臂以及自动化旋转台。自动化的量测过程,不需编写任何程序,只需在软件内规划扫描路径,透过软硬件的整合,样本会被建立,只需一个按键即可量测。

4.模具量测应用

在模具中,使用ATOS量测系统将模具完整的扫描下,与CAD作比对,可以清楚的了解到刀具在CNC加工下是否当机或刀损坏的状况,藉由全局性的彩图比对,可以快速的判断加工后的模具是否有过切或是有余料的状况。

 

4.1测量工具模
冲压模具虽是根据CAD数据加工出来的,但实际还是需要透过试模的方式来修改过模,通常都是靠人为判断或是经验法测,使用ATOS光学式量测,可以将模具作全局式的呈现,将所误差需要修改量测,有依据的数据可提供修模。


ATOS光学式量测系统,可以将模具扫描数据,直接给加工机台去作直刻。

5.结论
使用ATOS测量系统是在先进制程链的一部分,应用于开发的产品和生产工艺的金属薄板和工具。将时间成本和质量作最优化,进而提高了企业的竞争力。
由于ATOS能进一步整合流程和强大的数据处理系统的可用性,在未来,这种测量技术将越来越多地用于自动化检测任务。


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