3D扫描如何解决生产质量控制问题



3D技术专家Georgy Kazakevich的访谈

-在采访第一部分中,我们讨论了逆向工程。 现在让我们弄清楚什么是几何控制?

几何控制本质上是质量控制。 看这里:公司收到必须完成的空白。 如果对这些毛坯进行入库检查,则可以大大减少制造阶段的头痛。

加工和铸造周期为一周,必须在铸件上打孔,必须加工平面,依此类推。 任何铸造都有津贴,即 在机器上加工期间从工件上去除的材料。 想象一下,我们正在处理100个元素,结果发现第95个元素的库存不足。 我们已经制造了94台,花费了操作员的时间,电力,磨损了切削工具,整批人都结了婚。 如果没有检查工件,就会发生这种情况。



1.使用3D扫描进行几何控制的过程

-与传统控制方法相比,3D扫描给我们带来了什么?

-最重要的是, 该软件允许上述过程循环进行。 假设我们有一系列相同的零件,共上千个零件。 使用标准工具(模板,千分尺,卡尺等)进行控制需要做什么? 我们根据列表对这数千个细节中的每个细节进行测量,并为每个细节编制一张表格。 现在,让我们看看3D扫描如何帮助我们。

看一下该图(图1):对于第一部分,前三个点是手动执行的(扫描,准备分析和直接分析),并且该报告适用于您的软件。 对于接下来的999个零件,仅手动进行扫描,其余三个阶段由软件执行。 因此,您只花时间在数字化上。 而且,在监视几何图形时,扫描通常只占所花费时间的5%至15%,而不是更多。 因此,通过流量控制或批量生产控制,我们开始节省大量时间。

以前,一家企业可以负担一千个零件中的一个,因为它要花一天的时间。 通过实施3D扫描,您可以在两天内控制千分之一百。 在第一天,我们就手动进行所有操作,仅用一天就可以处理99个零件-只需扫描它们即可。 然后,我们将CAD模型放在特定的文件夹中,并对软件说:“工作”。



2.衬里几何偏差图

-请使用iQB Technologies的示例告诉我们它的工作原理。

-任务是测量衬里的厚度,这是由我们公司Alexei Chekhovich的首席技术专家成功完成的。 有一个用于液体的混合单元,它是金属的,因为液体是在压力下供应的。 问题在于,首先,适当地处理内部金属是困难的,其次是昂贵的。 此外,金属是一种与许多液体相互作用的材料,它会生锈,腐蚀等。 该结内部涂有特殊的塑料。 为了实现液体的正确混合,涂层必须均匀。 如果里面有坑洞,如果厚度不均匀,内部就会出现湍流。 它们会在现场产生额外的压力,因此会减少其使用寿命。

以前,该公司控制了千分之一的股份,因为这花了一天的时间。 通过实施3D扫描,您可以在两天内控制千分之一百。

因此,首先在没有涂层的情况下对节点进行3D扫描,然后再进行涂层,然后比较结果。 扫描的红色区域(图2)为覆盖范围。 右图显示不均匀。 根据结果​​,客户可以向使用该涂料的分包商投诉。



3.焊接检查

下一个示例是我执行的焊接控制。 我去了下诺夫哥罗德,来到利勃海尔工厂,该工厂生产用于工业设备组装的金属结构 。 金属薄板本身来自德国,在俄罗斯焊接后再寄回。 由于结构相当大(2 m长),因此提供了用于连接其他结构的平台孔。 如果在焊接过程中发生任何变形,则零件将在一个位置而不是另一个位置连接。 为了避免这种情况,工厂决定在将其发送到德国之前对所有零件进行预扫描,并评估焊接过程中发生的偏差。 在右表(图3)中,我们看到了3D扫描显示的实际尺寸。 偏差显示为颜色图。 绿色是一个好的结果,黄色是在公差范围内,红色是不可接受的偏差。 具体来说,我们扫描的部分当然不会通过,因此被视为婚姻。

-您在其他哪些行业使用3D扫描仪和软件来控制几何形状?



4.控制汽车机翼的几何形状

-例如,我们有与汽车行业有关的项目。 如您所知,汽车的备件非常昂贵。 总是可以从中国订购它们,但是在俄罗斯建立生产场所要方便得多。 我们的客户为高细分市场的机器制造零件,开始受到投诉:零件在试图放置到位时会“打”。 我们扫描了俄罗斯制造的BMW机翼和原始BMW的机翼。 他们将它们相互比较,发现俄罗斯部分的尺寸略大于所需尺寸。 基于此,对生产周期进行了更改。



5.车身

在图6中,您可以看到总线主体和3D扫描的结果-这是Alexei Chekhovich参与的项目。 在莫斯科,有一家企业用树脂生产公共汽车。 现代树脂在重量上要轻得多,可以与金属竞争,这意味着它们在燃料消耗方面更经济。 这样的总线由几个部分组装而成。 该公司注意到,在组装过程中会出现一些变形,应力。 首先,我们被邀请拍摄完成的工件。 我们拍摄了它们,发现工件本身是曲线。 将来我们发现问题甚至不在工件上,而是在其制造的形式上。 即,与模具的工件完美契合,但模具本身有缺陷,必须更换。 之后,我们决定大约每六个月检查一次表格。

-质量控制包括操作控制。 您是否曾经借助3D扫描解决了此类问题?

是的,这通常与复杂,昂贵的设备(例如飞机)相关联。 在运行过程中,巨大的载荷作用在其上,并且飞机在运行过程中获得的结构性结构变化受到限制。 S7向我们订购了整个空中客车3D扫描仪。 我们没有执行分析,因为这些数据构成了商业秘密。



6.空中客车S7操作控制

注意扫描,在尾部的标签可见(图6)。 事实是,即使是诸如贴纸之类的东西也会影响油耗。 我们拥有的测量系统非常灵敏,可以计算出标签的最佳位置。 并且在S7的要求下,对飞机机尾进行了3D扫描(带或不带标签),以了解其位置是否正确。



7.飞机厂的控制设备

我将提到飞机制造领域的另一个项目。 iQB Technologies的客户是一家飞机制造厂,最初委托我们分析较大尺寸(2米或更大)的薄板产品。 根据测量结果,我们发现零件弯曲并且不符合要求的公差。 而且尽管她通过了工厂本身的控制。

零件制造完成后,将其放置在木制模板上(图9)。 如果它平放,则认为它是合适的。 由于3D扫描仪显示出偏差,因此我们建议检查图案。 在扫描中,您可以看到许多有偏差的区域。 这样的大尺寸模板,根据其制成的单元或零件,具有复杂的轮廓,因此难以控制它们。 实际上,模板设计本身的不合适性对于许多企业来说是一个大问题。

“在这里,3D扫描仪可以解救……”

-在需要测量表面复杂且尺寸较大的产品时,这种3D扫描仪是理想的设备。 这是我上面提到的最佳生产解决方案。



8.扫描仪与Creaform MaxSHOT Next摄影测量系统结合使用,可有效地用于飞机和造船业。

由于我们是在谈论3D扫描仪,因此我们只能提及摄影测量等主题。 这是一门科学,用于确定照片中物体的特征,包括测量尺寸。 每个扫描仪都是一种没有变焦的相机。 您可以拍摄接近或远离的物体。 例如,无论是山脉还是某人的画像。 因为知道摄像头之间的确切距离和摄像头的会聚角对于计算几何形状非常重要。 因此,创建了特殊的设备,称为摄影测量设备。 首先,这些只是配备了一组标尺的相机(图8)。 这些标尺的尺寸由坐标测量机以非常高的精度测量。



9.钣金检查

因此,您有一个特定的大物体,并且有一个扫描仪,旨在为米大小的物体拍照。 几乎所有的扫描仪都有一个定位系统,即 他们以一种或另一种方式确定其在空间中相对于物体的位置。 最常见的是,定位系统看起来像一个小的圆形黑色和白色标记,该标记粘在零件上(右侧的图7)。 如果零件足够大-显然超过一米,并且我们无法扫描它,则可以在该零件上另外放置标尺和大的正方形标记,但是与此同时,我们看到零件上也有小的圆形标记。 使用摄影测量系统,我们可以从不同角度拍摄许多物体的照片。 拍摄的次数越多越好。 然后,摄影测量软件可以识别大标记和标尺,然后从该标尺中找到所有大标记之间的距离-每个大标记都被分配了一个坐标。

此后,识别出小标记,还为它们分配了相对较大的坐标,并删除了大标记(图9)。 如此简单,使用照相机和软件,您就可以得到每个小标签的确切坐标。 它们被写入一个单独的文件,然后下载到扫描仪软件。 因此,使用由已知标记引导的小型3D扫描仪,您可以扫描尺寸最大为20-30米的零件或物体。 使用这种简单有效的解决方案,可以解决许多行业(包括航空航天工业和造船业)中的几何控制问题。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN449290/


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