想象一下,如果你能通过将零部件扫描、精度分析、创建详细的检测报告这些过程自动化来提高生产效率。Level 3 Inspection公司把这个梦想变为了现实。该公司坐落于美国佛罗里达和印第安纳州,以专为精密制造商提供测量和尺寸检验服务而远近闻名。
(左侧图:: Level 3 Inspection的自动机械扫描系统仅需要单个电源供给,无特殊操作要求)
Level 3 Inspection公司现已经创建了智能检测站——一个机械化控制,并集成了光学扫描和计算机辅助检测(CAI)的系统。该系统自动进行精确的零部件3D扫描,并将扫描部件与CAD和工程图纸进行对比分析,确定部件的配置,创建详细的检测报告。使用智能检测站,可以很大程度上提高你的检测效率和精度(生产效率)。
该设备正在专利申请中,使用的是白光扫描(WLS)技术,或其它光学扫描仪,并配合使用了部件定位器和Geomagic Control(原Geomagic Qualify)。该系统能够自动控制,可重复精确扫描,几分钟就能完成操作。通过使用行业领先的三维检测软件工具Geomagic Control,智能监测站在尺寸测量、注释、对比和结果报告上能达到NIST(美国国家标准技术研究所)和PTB(德国物理技术研究院)认证的精度。通过应用Geomagic Control 强大的Python 脚本编写功能,可以很容易的实现对系统重复性和一致性的自动化扫描过程的自定义。
Level 3 Inspection公司的联合创始人兼首席执行官Bill Greene 说“这是一个通用性极强,能快速准确获取结果的系统。得益于白光扫描系统的极高精度,以及Geomagic Control的高精度测量和对比,制造商可以在短短的几分钟内完成对部件的检测、处理并生成结果报告。”
高度可配置的SiS能够为扫描仪提供400万、500万、1100万(甚至更高)像素的分辨率,根据不同配置,测量体积为50mm到380mm甚至更大,可以生成特殊部件检测所需的非常高的扫描数据密度结果。目前,该系统在扫描仪前端置有一个3轴部件摆放平台,其它配置也改造了。
为什么使用白光扫描?
传统的部件检测是使用制造单元的坐标测量机完成的,对几百个点进行采集和记录得到配位数,然后进行部件几何模型一致性评估。这是40年前的技术,现在已经无法提供足够的信息用以进程优化决策。21世纪光学测试工具更精确更全面,而且能够提供可视化的部件几何模型,结果更为准确更易理解。现在这些技术也发展非常迅速。
当考虑现代测量和检测技术时,其中第一个问题就是与传统检测方法的一致性问题。Level 3 Inspection公司和客户一直能够获得较好的一致性。例如,采用坐标测量机获得了某圆顶植入管200个测量点,结果表明该圆顶植入管在尺寸上是合格的。采用3D白光对同样的部件进行测量收集了20万个扫描数据点,经过最佳拟合分析,发现部件尺寸都在误差范围之内。对两种方法进行一致性分析,发现坐标机测量点完全覆盖在白光点上,具有高度的一致性,测量数据小数点后5到6位都是相同的, 然而在坐标测量机没有测到部件中一个环形部位,而白光扫描能够捕获这一部位,最终导致部件报告检测结果有所不同。客户的现场测量团队曾说道,带有计算机辅助检测的白光扫描明显优于坐标测量机,并利用其3D检测功能调整了他们蓝图尺寸定位方法。
白光扫描速度非常快,几分钟内就可以收集数百万的数据点,而且具有较好的精度和准确度。在SiS中使用的白光扫描仪可以根据配置将部件进行数字化处理,精度可以达到1.0到0.1微米。
SiS的校准也是非常快的,设置文件使用容易,采用“检测-重复”方式进行部件扫描。
上图:Geomagic Control中显示的扫描产品
使用Geomagic Control的计算机辅助检测
Geomagic Control 能够提供精确灵活的测量对比报告工具,可制定环境完美辅助Level 3 Inspections 的SiS。部件扫描数据可在Geomagic Control中实现即时可视化,并可即时创建标准预编程报告。输出操作非常简单,得到的检测结果非常全面,包括GD&T图例和3D 彩色云图。.
上图::与原始CAD数据比对的差异和变化的彩图
为了便于数据结果大范围的通用和交流,报告可以生成3D PDF、html、Office和其它标准格式,包括直接用于统计过程控制系统的.xml格式。这也能够让工程师和制造商快速通过裸眼发现各种问题,而不是通过数据检测报告的数据。
Geomagic Control(原Qualify)还提供灵活的开源 Python 脚本编写功能。Geomagic Python 脚本环境能够将你的数据和硬件与我们行业领先的3D数据处理技术相连接。扫描数据捕获、抽样、降噪、校准和注册、拓扑分析、GD&T、 CAD 比对和报告生成都可以进行自定义处理。Geomagic Control与你的程序、硬件以及各种专业学术型的开源Python 模块一并使用,可以真正的提供非常灵活的可制定化和自动化。
Greene 说:“使用该系统,制造商可以快速准确的获知他们生产过程的能力与局限性。以前需要几周或几个月时间的进程优化现在几天就可以完成。”
上图::带有测量结果的注释模型。操作过程中所有这些图片都会自动收集到报告中
检测的新纪元
Level 3 Inspection公司致力于这些技术的研究已有11年,帮助企业成长的同时这些工具变得越来越适用,价格实惠、功能更加强大。现在这些工具被整合到全自动车间制造系统中,能够很好地满足产品检测要求。
Bill Greene 说:“SiS是我们客户最想装在他们生产线上的产品,用来提高他们生产线能力,加快生产过程控制和管理的反馈进程,Geomagic Control在自动化和脚本编写上的灵活性使得整个操作过程非常简便,不需要车间人员具有专业的软件使用知识。”