في مادتنا حول استخدام التقنيات المضافة في صناعة السيارات ، درسنا بالتفصيل مزاياها وإمكاناتها الرئيسية للصناعة الروسية. وبينما لا يزال إدخال الطباعة ثلاثية الأبعاد محفوفًا ببعض الصعوبات (على سبيل المثال ، الحاجة إلى استثمارات كبيرة وعدم كفاية التشغيل الآلي) ، يُنظر إلى المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد اليوم على أنه التكنولوجيا ثلاثية الأبعاد الأكثر تفضيلًا وبأسعار معقولة لصناعة السيارات.
الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد هو جهاز مصمم لتحليل كائن مادي بسرعة وإنشاء نموذج كمبيوتر ثلاثي الأبعاد دقيق. يعتمد مبدأ التشغيل على حساب المسافة إلى الكائن باستخدام كاميرتين. بالإضافة إلى الكاميرات ، يتم استخدام الإضاءة الخلفية - LED أو الليزر. كلا النوعين من الماسحات الضوئية قابلة للتطبيق في صناعة السيارات.
توفر الماسحات ثلاثية الأبعاد فرصة لتقليل الوقت والتكاليف بشكل كبير في مرحلة التطوير ، وتحسين جودة المنتجات ، وفي نهاية المطاف تسريع إطلاق المنتج في السوق. يمكن استخدامها في أي مرحلة من مراحل إدارة دورة حياة المنتج وستساعد على تحسين عملية الإنتاج لأية مؤسسات في الصناعة - بدءًا من الشركات المصنعة الكبرى للسيارات والمحركات والمعدات الخاصة والمكونات إلى الشركات الصغيرة التي تقوم بأعمال الضبط والصيانة والإصلاح.
تقوم أجهزة المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد بإزالة العديد من القيود التي تفرضها أجهزة القياس التقليدية. مثل هذه الأدوات المألوفة في عالم المترولوجيا مثل القوالب والميكروميتر والفرجار غير مكلفة ، ولكنها تختلف في ذاتية القراءات وليست مناسبة للقياسات المعقدة. آلات قياس الإحداثيات أكثر دقة من الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد ، لكنها أكثر تكلفة وأبعادًا وتتطلب تدريبًا خاصًا للمشغل.
تعد أنظمة التحكم البصرية ، والتي تشمل الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد ، أفضل حل من حيث السعر والجودة ، حيث توفر:
- سرعة القياسات
- دقة عالية من رقمنة كائنات الهندسة المعقدة ،
- يمكن أن تعمل بشكل مستقل ،
- سهل التشغيل.
بفضل الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد ، تم تسهيل عمل المصمم والتقني والمصمم إلى حد كبير: يعد تنفيذ القياسات المعقدة الشاقة وإنشاء التصميم من البداية شيئًا من الماضي.
سنشرح في هذه المقالة فوائد هذه التقنية بأمثلة محددة ، ويمكنك في الفيديو أدناه تتبع عملية المسح ثلاثي الأبعاد في الوقت الفعلي.
ما المهام التي يحلها المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد؟
- مراقبة الجودة : القدرة على التحقق من أي معلمات هندسية ، بما في ذلك مراقبة المدخلات والمخرجات ، والتحكم المترولوجي للأجزاء ، والمباني والمعدات الصناعية.
- الهندسة العكسية لمكونات السيارات للاستلام الفوري لوثائق التصميم وتحديث المنتج.
- تصميم ونمذجة لغرض الضبط التلقائي والنماذج الأولية وتقييم مظهر المنتجات وتحديث محلات الإنتاج والمعدات.
- الأرشفة الرقمية لأي تشكيلة ضرورية (على سبيل المثال ، الأجزاء المتوقفة). النماذج المخزنة في المكتبات الرقمية متوفرة عن بعد من أي مكان في العالم.
الفوائد الرئيسية للمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد لصناعة السيارات
- دقة
بالتأكيد ، الدقة هي المعيار الأساسي للمقاييس. تتيح الماسحات ثلاثية الأبعاد إجراء قياسات فعالة بدقة مترولوجية من 20 إلى 80 ميكرون (حسب الجهاز وحجم الكائن). - السرعة
الأداء هو الأداء. يأخذ المسح ثلاثي الأبعاد سرعة القياس إلى مستوى جديد: تستغرق عملية الرقمنة والمعالجة في برنامج مكون مثل باب السيارة حوالي 20 دقيقة بدلاً من 4 ساعات من القياسات على CMM. أنت لا توفر فقط الوقت ، ولكن أيضًا تقلل من تكاليف الإنتاج. - الموثوقية
تتميز الماسحات ثلاثية الأبعاد المهنية والصناعية الحديثة بزيادة الثبات والموثوقية. الأجهزة المحمولة مصممة للنقل إلى الأشياء البعيدة ويمكن أن تعمل في ظروف الاهتزاز الصناعي. جميع الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد المحمولة التي تستخدمها iQB Technologies في عملها تسافر بانتظام في جميع أنحاء روسيا والبلدان المجاورة دون انهيار واحد. - البساطة
لا يتطلب العمل مع الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد مهارات ، ويكفي المستخدم الذي يفتقر إلى الخبرة لإتقان الجهاز - سواء كان متخصصًا في OTK أو كبير المهندسين أو مصمم أو تقني - 20 دقيقة. تتطلب معالجة نقطة سحابة معرفة البرنامج ، وإذا لم يكن لدى الموظفين موظف لديه مهارات CAD ، فيمكنك إرسال نتيجة المسح إلى الاستعانة بمصادر خارجية عبر الشبكة.
ارييل اتوم سباق جودة السيارة مع مراقبة Solutionix 3Dمراقبة الجودة في صناعة السيارات
تتمثل المهمة الرئيسية للمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد ، والذي سيساعد على تحسين إنتاج السيارات ، في التحكم في الهندسة للتحقق من ذلك باستخدام النموذج المرجعي. يمكنك التحكم ليس فقط في مكونات السيارات ، ولكن أيضًا في القوالب والأدوات ، فضلاً عن إجراء تحليل لبس الأدوات.
يتيح استخدام الماسحات ثلاثية الأبعاد إمكانية تتبع زواج الأجزاء القادمة من الموردين بسرعة ، وتوافر الشهادات المترولوجية وطرق التحقق للحصول على تقرير عن الانحرافات عن الهندسة المعلنة. إذا تم العثور على زواج ، فسيكون من الممكن العثور على السبب ومقارنة الفحص بنموذج CAD المرجعي وتقديم تقرير إلى الشركة المصنعة أو مؤسسة تابعة لجهة خارجية.
أجرى مصنع السيارات قياسات بمساعدة CMM في نقاط التحكم مع الحصول على معلومات في شكل جدول رقمي.
وقت تشغيل المعدات ومعالجة النتائج: 4 ساعات.
الحل المقترح من قبل iQB Technologies:
Creaform HandyScan 700 + 3D Scanner + Geomagic Control X Software
وقت التحضير للعمل ، بما في ذلك المعايرة ووضع الملصقات - 7 دقائق.
الوقت لاستلام فحص باب السيارة (مع الأخذ في الاعتبار عمل المشغل) هو 5 دقائق.
تحليل التفتيش (مقارنة مع نموذج CAD) - 10 دقائق.
إجمالي الوقت المستغرق: 22 دقيقة.التحكم الآلي في الناقل
لا يمكن لأنظمة المسح الآلي ، بما في ذلك الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد والذراع الآلية والبرامج ، إجراء عمليات الفحص الفوري فقط ، ولكن أيضًا التحكم في جميع المنتجات على خط الإنتاج. نتيجة لذلك ، تقليل الوقت والموارد لإجراءات مراقبة الجودة وتقليل كبير في النسبة المئوية للرفض.
يوفر Creaform أنظمة متقدمة للتحكم في الجودة على خط التجميع. هذا هو جهاز MetraSCAN 3D-R ، وهو ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد مركب على الروبوت ، و CUBE-R ، وهو حل جاهز يتكون من قرص دوَّار ، وذراع آلية بها ماسح ضوئي ، وجهاز تتبع ، ورف تحكم. كلا النظامين يعملان بالفعل في دايملر في شتوتغارت وفي مصانع رينو-نيسان في فرنسا.
شاهد كيف يتيح لك MetraSCAN 3D-R إجراء مسح لباب السيارة من خلال تقرير في دقيقتين و 27 ثانية فقط:
تم تطوير حل آخر مماثل ، والذي لا يوجد لديه نظائرها في روسيا ، من قبل شركتنا. هذا نظام مسح تلقائي ، يتضمن روبوت يدوي Fanuc LR Mate 200iD ، ماسح ثلاثي الأبعاد محمول Creaform HandySCAN 700 ، وبرنامج Geomagic Control X. وقد تم عرض النظام لأول مرة في معرض Metalworking 2018.
الهندسة العكسية
تتمثل مهمة الإنتاج المهمة الثانية التي يتم حلها بواسطة الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد في الهندسة العكسية ، أو الهندسة العكسية. باستخدام 3D المسح الضوئي والبرامج المتخصصة ، يمكنك تعديل المنتجات الحالية دون رسومات ، بما في ذلك النماذج التي توقفت ، وترقية الأجزاء الفردية من هيكل السيارة لتقديم النموذج المحدث بسرعة إلى السوق. على سبيل المثال ، سيكون الماسح الضوئي مثاليًا لإصدار Grants الجديد ، المطور على أساس Kalina.
بالإضافة إلى ذلك ، تقوم الهندسة العكسية بمهمة استبدال معدات الإنتاج بسبب التقادم أو الاستهلاك أو النقص ، بالإضافة إلى تقييم التيار واختيار الموضع الأمثل لمعدات الإنتاج والمرافق في ورشة العمل.
تفحص الجرار ثلاثي الأبعاد لتطوير ملحقات MXفيما يلي
مثال لإدخال المسح ثلاثي الأبعاد في شركة MX الفرنسية ، التي تنتج معدات التحميل للجرارات الزراعية. نادراً ما يشارك مصنعو الجرارات معلومات حول منتجاتهم الجديدة ، ويعد الحصول على نماذج CAD لهذه الجرارات أكثر صعوبة لأنها ملكية فكرية. ومع ذلك ، لتطوير وإنتاج المرفقات مثل رافعات تحميل MX ، من الضروري للغاية الحصول على نماذج ثلاثية الأبعاد. لذلك ، يتعين على الشركة إجراء قياسات ثلاثية الأبعاد لجميع الجرارات التي ترغب في تصميم وإنتاج مرفقات لها ، وحتى وقت قريب ، تم حل هذه المهام بمساعدة من المتلاعبين للقياسات ثلاثية الأبعاد. اليوم ، يستخدم MX تقنية المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد لرقمنة جميع المناطق اللازمة لتصميم تصميمات قابلة للتكيف ، بما في ذلك نقاط مرفقات القوس ومحيطها. أدت حلول Creaform ثلاثية الأبعاد إلى تقليل وقت القياس بأكثر من مرتين ، وبالتالي تقصير الوقت اللازم لتسويق المنتج.
إنشاء نماذج CAD والأرشيف الرقمي
يستغرق الحصول على وثائق التصميم والرسومات يدويًا الكثير من الوقت.
تعد الأرشفة الرقمية والحصول على نماذج CAD من المنتجات إحدى الفرص التي تتيحها الماسحات ثلاثية الأبعاد. يمكنك إيقاف أي جزء ، والمسح الضوئي بسرعة والحصول على نموذج ثلاثي الأبعاد لمزيد من النسخ والأرشفة. تعتبر المكتبات الرقمية مريحة للغاية في الاستخدام: سيحصل المصمم أو الخبير التقني على إمكانية الوصول إلى النموذج الضروري في أي وقت وفي أي مكان ، ويقوم بسهولة بإجراء تصحيحات عليه.
إذا كان لديك نموذج رقمي للمنتج النهائي ، يمكنك مقارنة النتيجة التي تم الحصول عليها بعد الاختبار الوظيفي أو اختبار التعطل بالمنتج الأصلي أو مع نموذج CAD المرجعي. سيسمح ذلك بتحليل التلف والبلى وإدخال تحسينات مناسبة على التصميم.
من خلال تخزين المعلومات حول الكائنات الممسوحة ضوئيًا في موقع الإنتاج ، تتاح للشركة الفرصة لتشكيل صورة لمنتجاتها والتنبؤ بدورة الإنتاج التالية وخفض التكاليف.
هنا مثال من تجربتي الشخصية. أنا مغرم بالدراجات النارية ولشراء دوكاتي مونستر اشتريت في مزاد eBay ذراع التعليق الخلفي الذي توقف منذ فترة طويلة من طراز دوكاتي 888 ، الذي يتميز بوزن أقل وعدد من التعديلات. يُظهر الفيديو أعلاه عملية المسح الجزئي التي استغرقت 10 دقائق. والنتيجة هي نموذج مضلع بتنسيق .stl. من النموذج نحصل على أبعاد رسم الجزء وننشئ نموذج CAD حدودي في CAD. بعد ذلك ، يتم كتابة برنامج التحكم الخاص بآلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، والذي يتم إرساله إلى آلة طحن الخراطة. نتيجة لذلك ، لدينا نسخة من الجزء الذي توقف عن إصداره قبل 25 عامًا ، ويتم تخزين طرازه ثلاثي الأبعاد في أرشيف رقمي.
نحو الصناعة 4.0
أجرت شركتنا دراسة بين أكثر من 100 مصنع سيارات يعملون في السوق الروسية. وجدنا أن 37 ٪ يستخدمون ، و 32 ٪ يخططون لتنفيذ المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد. يفكر عدد متزايد من شركات صناعة السيارات في تقديم تقنيات مبتكرة ، بما في ذلك الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد - وهذا ينطبق بشكل أساسي على مصانع السيارات الروسية الخاصة بالمصنعين الأجانب. هناك فهم واضح أنه بدون تسريع الإخراج ، لا يمكنك الصمود في وجه المنافسة. يمكننا القول أن صناعة السيارات المحلية تتبع الاتجاه العالمي للانتقال إلى الإنتاج الرقمي وجاهزة للتغيير.