想象一下,如果您能通过将部件扫描、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完全可行的现实。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计量和尺寸检验服务而远近闻名。
想象一下,如果您能通过将部件扫描、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完全可行的现实。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计量和尺寸检验服务而远近闻名。
Level 3 Inspection 公司现已经创建智能检测站,这是一个机械化控制的、集成了光学扫描和计算机辅助检测 (CAI) 的系统。此系统可自动对部件进行精确的 3D 扫描,将扫描部件与 CAD 和设计图进行对比分析,确定部件配置,并创建全面的检测报告。使用智能检测站,可以大幅提高部件检测效率和准确度(吞吐量)。
此设备正在申请专利,使用的是白光扫描 (WLS) 技术或其他光学扫描仪,并配合使用部件定位器和 Geomagic Control(以前称为 Geomagic Qualify)。此系统能够在协同工作下,进行自动控制,在几分钟内完成精确的重复扫描。通过使用行业领先的 3D 检测软件工具 Geomagic Control,智能检测站在尺寸测量、注释、对比和结果报告方面能达到 NIST(美国国家标准技术研究所)和 PTB(德国物理技术研究院)认证的准确度。通过利用 Geomagic Control 强大的 Python 脚本编写功能,可以轻松地为该系统自定义自动化流程,以始终保持可重复性和一致性。
“这个系统的功能多样,能快速提供准确结果,”Level 3 Inspection 的联合创始人兼首席执行官 Bill Greene 表示,“得益于白光扫描系统的较高准确度,以及 Geomagic Control 的高精度测量和对比,制造商能够在短短几分钟内完成对部件的检测和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(甚或更高)像素的分辨率,根据不同配置,测量体积为 50 毫米到 380 毫米甚至更大,可以生成特定被检部件所需的较高扫描数据密度。目前,尽管其他配置均已经过工程设计,该系统在扫描仪前端仍然配有一个三轴部件输送装置以便于操纵部件。
为何采用白光扫描技术?
传统的部件检测是使用制造单元中的 CMM 完成,通常需采集几百个点并在表中以配位数形式制作相关报告,然后据此评估部件的几何形状一致性。这项技术已存在超过四十年,现已无法提供足够的信息来充分支持流程优化决策。21 世纪的光学计量工具更加精确和全面,而且能够提供更佳的可视化部件几何模型,使结果更准确、更易理解。现在这些技术也发展得非常迅速。
当考虑现代测量和检测技术时,首先想到的问题就是与传统检测方法的一致性。Level 3 Inspection 及其客户群一直能够获得较好的一致性。例如,采集 200 个 CMM 点以测量一个圆顶植入管,结果表明该圆顶植入管的尺寸合格。采用 3D 白光对同样的部件进行扫描,收集了 200,000 个扫描数据点,经过最佳拟合球体设计图要求分析,发现部件尺寸超出了公差范围。对两种方法进行一致性分析,发现覆盖在白光扫描点上的 CMM 点具有高度的一致性,测量数据小数点后 5 到 6 位均相同,然而 CMM 数据点漏掉了部件中的一个环形不规则部位,而白光扫描能够捕获这一部位,最终导致检测报告的结论不同。客户的现场计量团队曾表示,带有计算机辅助检测的白光扫描“明显优于 CMM”,客户调整了其设计图尺寸的确定方式以利用强大的 3D 检测功能。
白光扫描速度非常快,几分钟内就可以收集数百万个所需的数据点,而且具有前所未有的精度和准确度。在 SiS 中使用的白光扫描仪可以根据配置对部件进行数字化处理,使准确度达到 1.0 到 0.1 微米。
SiS 的校准也非常快,包含容易使用的设置文件库,并采用简单的“查看并重复”流程来制定特定于部件的例行扫描程序。
配备 Geomagic Control 的计算机辅助检测
Geomagic Control 能够在灵活、可自定义的环境中提供准确度、测量和对比方面的工具以及报告工具,完美搭配 Level 3 Inspections 的 SiS。用户可在 Geomagic Control X 中即时查看部件扫描数据,并创建即时标准和预编程报告。输出操作就像“通过/失败”功能一样简单,接着便可获得全面的检测报告,其中包含 GD&T 标注和 3D 彩色图块。
为了便于广泛地即时传播相关信息,所生成报告的格式可以为 3D PDF、html、Office 和其他标准输出格式,包括可直接集成至统计过程控制系统的 .xml 格式。工程师和制造工作人员因此也能快速发现那些能在检测报告中发现而无法以肉眼看到的问题、趋势和意外情况。
Geomagic Control X 还提供灵活的开源 Python 脚本编写功能。Geomagic Python 脚本环境能够将您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 对比和报告生成均可以进行自定义和编排。将 Geomagic Control X 与您的程序、硬件以及众多专业学术型的开源 Python 模块结合使用,可以提供非常灵活的自定义和自动化功能。
“使用这个组合系统,制造商可以快速准确地了解其流程的能力与局限性。”Greene 说道,“以前需要几周或几个月时间的流程优化现在只要几天就可以完成,而且迭代大幅减少。”
(左图:顶部:Geomagic Control X 中显示的扫描产品。
中部:彩色图块显示的是与 CAD 原始数据相比发生的偏差和变化
底部:包含测量数据的标注模型。所有图像均为自动收集至报告,以便在操作过程中使用。)
检测技术的新纪元
Level 3 Inspection 致力于这些技术的研发已有 11 年之久,在帮助行业成长的同时,这些工具变得越来越适用,价格越来越实惠,功能越来越强大。现在这些工具经整合到自动化集成车间系统中,可以更快地满足生产检测要求。
“SiS 是我们客户最想装在他们生产线上的产品,用以提高生产线的能力,加快流程控制和管理的闭环反馈进程。”Bill Greene 表示,“Geomagic Control X 在自动化工具和脚本编写方面具有出色的灵活性,因此有助于简化这些流程,不需要车间人员具备软件专业知识。”
了解有关智能检测站的更多信息:http://www.smartinspectionsystems.com/