Продвинутое 3D лазерное сканирование обнаруживает дефекты покраски на металлических поверхностях

20 февраля 2024 года

Использование 3D лазерного сканирования для анализа дефектов покраски на металлических поверхностях

Производитель из الأوسطого США производит роллетные двери и закупает предварительно экструдированные металлические полосы, или ламели, которые готовятся и красятся перед сборкой. Производитель обратился к Дону Недведу из Futura Automation, LLC в поисках решения для своих проблем качества. Процесс покраски состоит из слоев краски и завершается прозрачным покрытием. После процесса покраски/прозрачного покрытия ламели собираются в полную дверь и визуально инспектируются людьми на предмет дефектов покраски и вмятин в металле. #Дефекты покраски — обычно частицы пыли в прозрачном покрытии и наблюдаются глазом. Но часто такие дефекты при таком низком профиле высоты едва ощупываются человеческим прикосновением.

Эти незначительные дефекты теперь выявляются после сборки, поэтому для сохранения уже затраченных ресурсов на готовую сборку, дефекты удаляются мокрым шлифованием и полировкой вручную. Неудивительно, что этот процесс является узким местом ежедневной пропускной способности готовой продукции. Клиент ищет решение для инспекции покрашенной поверхности и либо А) удаления дефектных ламелей из процесса сборки для автоматической переработки поверхности, либо Б) использования робота или кобота для локализации и переработки дефектных участков шлифованием или полировкой.

Futura Automation, в партнерстве с экспертом по лазерной инспекции Джейком Хэфнером, разработала решение, которое может легко находить и идентифицировать аномалии на покрашенной поверхности, как частицы в прозрачном покрытии, так и вмятины. (Предлагалось сканировать на вмятины до любого финишного процесса.) Во-первых, вот оттенки серого и изображения высоты одной из покрашенных деталей. Мы будем использовать #LJX8080 и 3D контроллер для этого приложения. Эта модель точна до 12,5 микрон, или около 1/8 человеческого волоса. Все инструменты и вычислительная мощность, необходимые для этого приложения, содержатся в контроллере. Система потребует только монитор для просмотра изображений и данных.

Ниже представлен увеличенный вид дефекта, а также 2D профиль через дефект, показывающий измерение ширины и высоты на цветовой шкале, охватывающей диапазон 300 микрон (-14,7 мм до -14,4 мм).

Наш инструмент дефектов захватывает данные высоты, а затем конвертирует их в оттенки серого (обычно иллюстрируемые как цвета для лучшего человеческого понимания), чтобы мы могли идентифицировать контраст. Это сложная технология, но по сути инструмент берет диапазон высоты, скажем, например, от 0 мм до 1 мм, и присваивает наименьшему значению, в этом примере 0 мм, оттенок «0» или полностью черный, а наибольшему значению, 1 мм, оттенок «255» или полностью белый. Данные высоты между наименьшей и наибольшей высотой затем присваиваются оттенкам серого между оттенком «0» и оттенком «255». На основе этих данных высоты, конвертированных в оттенки серого, лазерный сканер может идентифицировать определенные изменения контраста, чтобы находить дефекты вроде царапин, вмятин, выступин и инородных частиц. Ниже изображение покрашенной детали с плюсом, отмечающим дефект, которого мы научили систему идентифицировать. Мы можем регулировать размер сегмента (Размер дефекта) и уровень дефекта (Глубина дефекта), чтобы захватывать только дефекты, считаемые неприемлемыми. Мы также можем устанавливать лимиты на размер и количество дефектов на детали.

Ниже представлен контрастный вид дефекта. Это представительно того, что профилировщик фактически видит при идентификации дефекта и его оценке.

Мы прикрепили еще несколько изображений различных дефектов, которые мы сканировали, и их профильный вид. Если вы хотите, чтобы Futura Automation отсканировала ваши детали для поиска дефектов, мы с радостью проведем Proof of Concept перед разработкой вашей производственной системы.