Высокоскоростная проверка и обратный инжиниринг в 2D и 3D

Оптические измерения на основе таблиц — это быстрый, простой и точный метод как для измерения, так и для обратного проектирования плоских и фальцованных/гнутых компонентов из листового металла; прокладки, уплотнения и уплотнительные кольца; ламинаты; бумага, ацетат и электронные рисунки; а также другие непрозрачные и полупрозрачные плоские материалы.

Основными элементами измерительной системы Planar от InspecVision Ltd. являются стол со светодиодной подсветкой и расположенная над ним камера с разрешением до 50 мегапикселей. Камера «видит» края одной или нескольких деталей, случайно расположенных на столе. В течение примерно 30 секунд создается снимок детали, который можно либо сравнить с файлом САПР для проверки, либо вывести в виде файла САПР DXF или DWG для обратного проектирования.

Типичными пользователями этой системы являются производители листового металла, использующие станки с ЧПУ X/Y, лазерные, плазменные, пробивные, гидроабразивные и формовочные станки, которые снабжают широкий спектр отраслей, таких как автомобильная, аэрокосмическая, электронная и коммуникационная.

2D-контроль

Джо Райт, генеральный менеджер Exact Metrology (Молайн, Иллинойс), описал типичный сценарий проверки, при котором система будет установлена ​​на заводе рядом с группой штамповочных прессов. По его словам, поскольку движущихся частей нет, а данные записываются со скоростью около 4 мегапикселей в секунду, система не подвержена вибрации. Это означает, что прессы могут продолжать работать во время проверки детали.

Оператор штамповочного пресса мог загрузить файл САПР, отсканировав его в машину с помощью штрих-кода. Нет необходимости в том, чтобы сертифицированный технический специалист производил измерения после того, как встроенный компьютер был запрограммирован на необходимые размеры, включая размеры и расположение отверстий, линейные размеры и радиусы.

Оператор может вытащить готовую деталь (или детали), поставить ее на стол без какой-либо фиксации и без учета какой-либо конкретной ориентации. Управляющее программное обеспечение виртуально сориентирует деталь, прежде чем сравнивать ее с файлом САПР. Точность измерения варьируется от 12 микрон для небольшого (500 мм × 330 мм) стола до 50 микрон для большого (2355 мм × 1570 мм) стола.

Важные функции включают в себя:

• Одновременно можно сканировать несколько одинаковых деталей. Если вы разместите, например, 10 частей на столе, а часть 5 в углу не пройдет, дисплей выделит эту часть на экране.

• Поскольку для измерения не нужно прикасаться к деталям, машину также можно использовать для уплотнительных колец. Пытаясь измерить уплотнительное кольцо с помощью тактильного устройства, такого как координатно-измерительная машина (КИМ) или даже штангенциркуля, вы рискуете деформировать деталь и допустить ошибку.

• Хотя стол сделан из стекла, царапины можно откалибровать, чтобы они не повлияли на измерения.

• Он будет автоматически генерировать отчеты, включая измеренные данные и номинальные данные, и будет указывать ПРОШЕЛ или НЕ ПРОШЕЛ для каждого элемента.

• Будет отображена и/или распечатана диаграмма отклонения цвета, сравнивающая данные САПР с данными измерений.

• Отклонения можно спроецировать на саму деталь с помощью дополненной реальности.

• Он выведет данные SPC для анализа.

Реверс-инжиниринг 2D

Реверс-инжиниринг делится на две категории. Первый включает в себя визуализацию уже изготовленного изделия, а второй — преобразование файла бумажного, ацетатного или электронного изображения в файл САПР.

«Я живу на Среднем Западе, и у меня есть мастерские, которые занимаются штамповкой или лазерной резкой. Фермер может прийти и сказать:«Эй, у меня сломалась эта штука. Положи его на стол и нарежь мне новый». Мой конечный клиент использовал стол для получения данных, чтобы контролировать свою резку. В отличие от старой школы, где вы хватаетесь за рулетки и штангенциркули, вы начинаете чертить это, а затем вам нужно создать CAD, чтобы получить это. Этот шаг будет пропущен», — сказал Райт.

Для создания чертежа для производителя деталь можно положить на стол, и файл изображения будет готов в течение 30 секунд. Затем программное обеспечение позволяет пользователю редактировать и очищать данные, например стандартизировать размеры отверстий, очищать края и удалять заусенцы.

Я спросил Райта, каких допусков может добиться производитель. Он сказал, что лучшее, чего можно ожидать, — это размер самой системы от 12 до 50 микрон. Затем, чтобы определить допуски, необходимые для изготовления детали, вы можете наложить несколько деталей, чтобы увидеть изменчивость размеров типичных образцов. Если бы у вас было исследование, скажем, из 30 деталей детали, которую вы пытаетесь реконструировать, вы могли бы наложить эти 30 деталей и получить отклонение процесса, чтобы определить допуски.

От чертежа к файлу САПР

Если у вас есть масштабированный чертеж на бумаге или ацетате, его также можно положить на стол и отобразить для создания файла САПР. Его даже можно использовать для создания файлов для воспроизведения графики, например, логотипа. Вы кладете рисунок на стол с подсветкой. Если через него виден свет, а рисунок представляет собой черный оттиск на белой бумаге, то отпечаток можно подобрать как края. Однако рисунок должен быть масштабируемым — либо один к одному, либо какое-то фиксированное соотношение — это не может быть просто нарисованное от руки изображение детали. После сканирования чертеж будет импортирован в файл формата DXF.

Проверка 2.5D

Типичные продукты штамповочных машин могут включать в себя такие элементы, как жалюзи или небольшие изгибы. Дополнительный проектор SurfScan направляет структурированный свет на отображаемую деталь. Он интегрируется с системным программным обеспечением, чтобы обеспечить точную проверку как 2D-формы, так и ее элементов «2,5D» одним щелчком мыши.

3D-проверка

Система контроля Opti-Scan может измерять поверхности и кромки в 3D. В этой бесконтактной структурированной системе сканирования белого света используется высокоскоростная камера с высоким разрешением и светодиодный DLP-проектор для сканирования поверхностей объекта.

Световые узоры направляются от проектора на деталь, образуя бахрому. Данные интерференции записываются камерой и используются для создания трехмерного облака точек или полигональной сетки сканируемой поверхности. Обработанные данные изображения можно отправить в несколько различных типов файлов для использования практически в любом программном пакете для 3D-контроля или обратного проектирования.

При использовании 2D-изображения один кадр позволяет получить полное изображение. В 3D изображение по-прежнему находится на линии прямой видимости, поэтому вам придется использовать трехосевой стол, который может вращать и наклонять объект, чтобы получать данные со всех сторон. Затем данные объединяются для получения полного 3D-изображения.

Opti-Scan 3D можно добавить к существующим системам Planar, превратив Planar в полноценную систему измерения 2D и 3D.

Важные функции включают в себя:

• Автоматическая проверка одним щелчком мыши.

• Технология сканирования белого света.

• Измерения поверхностей и кромок в 3D.

• Отображение текстуры — позволяет создать полноцветное облако точек с текстурным отображением.

• Сканирует объекты со скоростью примерно 250 000 измерений в секунду.

Подводя итоги

Система Planar предназначена для быстрых, точных и надежных измерений готовых деталей из листового металла. Он хорошо подходит для быстрой и точной проверки первого изделия, составления отчетов о качестве и обратного проектирования. Система идеально подходит для использования в цехах — на нее не влияет вибрация, создаваемая рядом стоящими машинами; требует минимального участия оператора; а благодаря своей скорости и точности он может повысить производительность в широком диапазоне приложений.

Эта статья была написана Эдом Брауном, заместителем главного редактора журнала Photonics &Imaging Technology. Для получения дополнительной информации посетите здесь .