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消费电子行业产品高速迭代下的品控挑战与三维检测

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高慕光学测量GOM电台GOM Innovation FM是一档邀请 GOM 领军企业客户、技术专家以及行业大咖,探讨三维计量应用领域的技术革新,创新产品,和应用案例的专栏。近日我司3D量测部门的技术经理周伦哲先生受邀参与访谈,与GOM共同探讨消费电子行业如何通过三维计量提升企业核心竞争力这一主题。

消费电子行业目前面临的挑战

周伦哲先生作为马路科技的技术经理,与ATOS光学三维量测系统的接触时间将近十年了,在此期间陆续接触了很多消费性电子领域的客户,诸如苹果、华为、微软及一二级供应商,富士康、立讯、蓝思、伯恩、领胜等。在与客户的配合中他发现由于消费性电子行业研发周期短、产品迭代快的特性使得品控成为一个大的挑战。

而现有的传统品质管控的方法会采用像卡尺、高度规等传统的测量手法去进行检测。这些测量设备虽然可以测量出一些准确结果,但是整体测量周期会比较长,而目前新的一些消费性电子产品很小,传统方式不好检测,检测出来的结果精度要求也容易达不到。并且此类新产品大部分是一些自由曲面,这种曲面造型也会使得传统工具的检测难以达到预期目标。

三维检测成为一剂“良药”

在周伦哲先生对消费性电子行业上下游客户的接触中他逐渐发现目前对于消费型电子领域的客户最适合的测量解决方案就是三维量测。无论是自由的曲面,还是复杂的结构,接触式的还是非接触式的三维立体扫描仪都能满足其需求。另外传统测量图纸线性尺寸的要求较多,而现在大的趋势是形位公差,即GD&T。这部分图纸更多是测量比如说曲面轮廓度、位置度、平面度、垂直度等。这些需求就要求做三维量测,接触式的三坐标或者非接触式的三维光学量测系统。非接触式中无论是像GOM 高慕光学的3d激光轮廓扫描仪ATOS系列,还是说工业CT等,都可以得到完整的产品的3D数据。有了完整的数据,就能支援工程师进行更全面更准确地评估,诸如:产品能否达到量产,会不会存在其他的一些问题等。

数据直观

3D光学量测ATOS光学扫描系统,经过20多年的技术迭代,目前基本上可以做到大部分的工件不用喷涂,即可直接扫描。另外扫描的精度以及扫描的数据细节都可以做得很高。在应用方面,产品在DOE阶段,量产之前的小批量的生产的时候,我们工程师会去做SPC的统计分析。传统的SPC统计分析是测一些线性尺寸,然后用Excel数据表格做一些CP、CPK是多少的计算,这种方式需要专业的人才能看得懂这种专业的报告。而GOM的软件支持在DOE阶段同时扫描多件,像30件、40件,然后在软件里面去进行计算,直接通过彩图的形式展现SPC的统计结果。这种结果能方便各部门沟通协作,所有部门都能直观地看懂这些报告。

高解析度与技术优势

3d扫描成像仪 ATOS所具有的高解析度跟技术优势也使得这个系列的设备几乎垄断高端市场。目前ATOS最高的解析度可以做到1200万像素。如果是小的一些MV则可以做到近0:01的解析度,细小的特征都能扫得非常的清晰。另外ATOS独有的triple scan功能也是它的优势之一,一般的扫描仪需要左右两个相机同时看到,才能得到数据。ATOS光学三维量测系统则采用三角测距的原理,能够做到单眼跟中间的投影构成夹角,能看见就能扫到。也就是说同样一个工件,使用ATOS和使用其他的扫描仪进行扫描对比,ATOS扫描得到的数据会更多,特别是在扫描诸如像一些筋位、卡扣、一些肋条、几个特征比较复杂的一些工件的时候,ATOS技术优势会更加的明显。

无需喷涂

目前ATOS的蓝光技术已经可以做到80%以上的工件不用做任何的喷涂处理,直接进行扫描,且扫描结果准确可靠。同一个工件重复扫3-5次,ATOS得到的数据是非常的稳定的,其他品牌可能结果的稳定性相对较弱,这也是客户信赖三维激光扫描测量仪ATOS的一个重要的原因。像苹果那边大部分的工件在他们自己的实验室里面扫描时,是不做任何喷涂处理的,扫描数据也是直接拿来用的。

现在研发端更多关注如轮廓度这种的形位公差而非以往的界限尺寸。像苹果的图纸,可能很多的都是一些面轮廓,线轮廓,或者说一些平面度,垂直度等。同时,测量行业大的趋势是应用pmi,或者有一个说法叫mbd。GOM的设备是支持包含pmi信息的3D图档的。如果说我们这一个产品在设计的时候就已经做好了pmi的标注,这些pmi信息可以直接导入到GOM的三维测量软件inspect pro里面。这样在后续对工件进行测量时,只需要扫描出数据结果,并在软件中一键更新,就可以获取到我们所有的测量结果。

工业三维激光扫描仪GOM设备的灵活自动化方案也能够为不同领域的客户解决不同的问题。例如消费性电子领域的手机手表这种尺寸在200以内的,我们会推荐客户使用三维扫描设备ATOS测量头配合三轴自动化升降台。如果做大一点的,像NB笔记本,做笔记本的ABCD键,有像是GOM ScanCobot,或者跟ScanBox 4105全自动的机器人自动化的解决方案。

而像ATOS ScanBox这种的机器人也无需聘请专人,只需要交由软件模组的vmr虚拟计量室进行即可。在vmr里面它可以1:1的还原真实测量环境。届时只需要把这个工件的3D导入到软件里面,vmr模组就知道他今天要扫的工件长什么样子,通过怎么样的角度才能把这个数据完整的扫描出来,先计算扫描角度,然后自动生成机器人的扫描路径。

消费电子行业发展新方向

目前消费性电子领域的一些头部的代工厂无论是富士康、立讯,包括蓝思这种,越来越有一些技术壁垒,强者愈强,越强的工厂越愿意去尝试一些新的技术新的方法。一些品牌客户一个项目下来会找几家头部供应商去做测试,但是最终这些单子是看速度和质量分配的。所以如果一个产品做出来有问题,谁能够快速准确的发现这个问题并解决,谁就比别人更快一步。无论是ATOS还是工业CT,客户使用测量工具,可以很快的发现研发过程中的问题,并能够迅速解决这些问题,这样就能够呈现好的结果给品牌客户,品牌客户就会有相应的订单过来,这是一种良性的循环。所以应该敢于尝试一些新的技术、新的方案来应对他们目前面临的一些问题,这样可以得到好的回报。

关于马路科技

马路科技成立于1996年,从逆向工程与快速原型应用整合,今日为华人市场上最专业的3D列印与3D扫描专家于各种产业。

马路科技陆续引进了工业设计(ID)、工业辅助检测(CAV)、雷射加工机设备、公仔设计服务、工程服务等的关键知识与技术。

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