Трехмерный контроль деталей в реальном времени

DWFritz Automation предлагает ZeroTouch, высокоскоростную систему метрологии и контроля, которая обрабатывает сложные геометрические формы быстрее, чем системы, реализующие традиционные методы контроля. Обычные измерительные системы, такие, как координатно-измерительные машины, обычно используются для контроля качества в различных отраслях промышленности. Большинство традиционных контактных систем контроля характеризуются длительным циклом измерения. Переналадки для измерения других деталей и сопутствующее программирование также увеличивают задержку. Кроме того, контактные технологии измерения не подходят для создания большого количества точек данных, необходимых для инспекции сложных поверхностей.

Из-за этих ограничений такие системы, как координатно-измерительные машины, не являются идеальным решением для пространственного контроля на производственной линии. Для решения этих проблем DWFritz Automation разработала измерительную платформу ZeroTouch.

Система использует несколько технологий применения бесконтактных датчиков для быстрого измерения в трех измерениях в реальном времени. Затем фирменное программное обеспечение ZeroTouch создает высокоточное плотное трехмерное облако точек.

Кроме того, упрощая сложные процедуры программирования, ZeroTouch сокращает время настройки системы до нескольких часов, значительно экономя время и затраты на производство.

Контроль качества имеет решающее значение в производственных операциях, поясняет Дэвид Мендес, вице-президент бизнес-подразделения ZeroTouch компании DWFritz Automation.

Такая подготовка, как программирование, а также сам процесс измерения часто занимают много времени и приводят к высоким затратам. Кроме того, контрольные задачи, требуемые для производства, часто противоречат другим запросам на измерения, например, от других производственных линий, предварительных испытаний или даже научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Платформа измерения, разработанная DWFritz, имеет пятиосевую архитектуру, которая фиксирует миллионы точек данных в секунду за одно сканирование для создания плотного трехмерного облака точек. Система позволяет быстро измерять детали сложной геометрии и точно инспектировать самые сложные детали с высокой воспроизводимостью.

В системе используется плоская конструкция с воздушным подшипником, которая сводит к минимуму накапливание ошибок допусков. Конструкция с практически нулевым трением разработана для обеспечения плавного, высокоскоростного движения прецизионных столиков и улучшения повторяемости и воспроизводимости измерений.

Напротив, тактильные датчики обычно работают на меньших скоростях, поскольку они требуют физического контакта с поверхностью детали. Контактные измерения в основном ограничиваются двухмерным сканированием, обычно генерирующим сечения или контуры, тогда как ZeroTouch может создавать полные трехмерные поверхности с точной и плотной сеткой точек данных.

Получение точек данных происходит очень быстро, со скоростью до 4 миллионов точек в секунду. Кроме того, система сочетает в себе различные технологии. Такие, как применение лазерных и хроматических конфокальных датчиков с камерами высокого разрешения с многоспектральным освещением.

Кроме того, у пользователя есть возможность выбора правильных технологий измерения для получения наиболее оптимальных результатов измерения. Например, для блестящих или зеркальных поверхностей требуются такие специальные датчики, как конфокальные или интерферометрические датчики белого света.

С другой стороны, для инспекции поверхностей с матовой отделкой могут потребоваться лазерные профильные датчики. В ходе разработки ZeroTouch особое внимание было уделено проблемам, с которыми сталкиваются при эксплуатации обычных координатно-измерительных машин. Речь идет о получении быстрых, точных и воспроизводимых результатов, соответствующих продолжительности производственного цикла.

Большинству традиционных систем контроля свойственны проблемы, связанные со скоростью, простотой использования и эксплуатационной готовностью оборудования. В результате традиционная технология измерения не подходит для поточного контроля или даже быстрого отбора проб.

Предоставление оператору простого в использовании инструмента для быстрой проверки качества различных типов деталей, производимых на разных линиях, имеет жизненно важное значение для обеспечения квалификации производственных линий, а также для ускорения производственного процесса.

Координатно-измерительные машины обычно располагаются в контрольных комнатах с контролируемой средой, что часто влияет на доступность оборудования. Если детали должны быть проверены в метрологической комнате во время производственного процесса, приходится ожидать очереди прохождения деталей из-за ограниченной доступности оборудования в сочетании с длительным временем настройки координатно-измерительной машины.

Система ZeroTouch разработана специально для решения этих проблем, поскольку она быстра, гибка, проста в использовании и совместима с производственной средой. А еще ZeroTouch обеспечивает стопроцентную проверку деталей.

Кроме того, ZeroTouch отличается простотой использования. Предоставляя оператору простой в использовании инструмент, можно быстро проверить различные типы деталей, производимых на разных линиях. Такая возможность позволяет быстро квалифицировать производственные линии и ускорить производство.

Уникальная архитектура ZeroTouch включает пять независимых осей, вращающийся мост, оснащенный несколькими бесконтактными датчиками, включая лазеры и хроматические конфокальные датчики, которые предназначены для увеличения скорости проверки при измерении всей поверхности детали, поскольку нет времени на замену датчика.

Сенсорный мост настраивается, что позволяет выбирать наиболее оптимальный и подходящий сенсор для соответствия геометрии и характера поверхности детали в дополнение к измеряемой сложной геометрии.

Такие нововведения, связанные с горизонтальным поворотным столом и тремя осями перемещения, приводят к достижению более высокой пропускной способности и увеличению производительности, что позволяет осуществлять стопроцентный контроль на линии, а не просто отбор проб.

Поскольку система может выполнять несколько измерений параллельно с использованием разных датчиков, детали и узлы можно анализировать значительно быстрее, чем с помощью обычной координатно-измерительной машины.

Датчики могут быть настроены для конкретных измерений геометрических размеров и допусков. За одно сканирование система может захватывать точки данных для создания трехмерной модели высокой плотности, отмечает Мендес. Это позволяет быстро и с точностью до микрона измерять объекты, изготовленные из самых разных материалов, со сложной геометрией, включая отверстия, подрезы, скосы и иные особенности поверхности.

В то же время система обеспечивает очень высокую воспроизводимость и повторяемость результатов. Различные бесконтактные датчики, расположенные на метрологическом мосту, можно легко калибровать с помощью программного обеспечения непосредственно через метрологическую платформу.

Дополнительная экономия времени достигается за счет простоты размещения деталей и узлов на измерительном столе вместо использования сложных приспособлений для позиционирования. Это не только сокращает время на подготовку к метрологии, но и обеспечивает прямую экономию затрат на разработку системы приборов и управление ею.

Также важно, что ZeroTouch не демонстрирует признаков износа и из года в год показывает одинаковую производительность. Планы проверки деталей могут быть созданы в течение нескольких часов и сохранены в системе управления производством для управления и поиска.

Пользователю помогают интуитивно понятные инструменты с меню, делающие глубокие знания программирования излишними. Вместо этого планы проверки можно подготовить с помощью функций перетаскивания.

Данные измерений для каждого компонента сохраняются для обеспечения целостности данных. После этого можно получить доступ к планам для конкретных компонентов для быстрого измерения. По желанию компонентам или узлам могут быть присвоены штрих-коды для считывания встроенным устройством считывания штрих-кодов.

Затем соответствующий план проверки автоматически загружается из системы управления производством. Управляющее программное обеспечение обеспечивает неподвижность системы в то время, когда двери шкафа комплектного распределительного устройства открыты или если световая завеса системы встречает помехи. Трехмерное облако точек можно проанализировать сразу после процесса измерения.

Интеграция с проверенными инструментами анализа позволяет точно сравнивать результаты сканирования с CAD-моделями детали или эталонной деталью, ранее отсканированной и измеренной, не только для проверки геометрических и размерных допусков, но и для других ранее не обнаруженных проблем. Таких, как дефекты поверхности.

С использованием статистического контроля процесса сбои или отклонения за пределы допуска могут быть быстро обнаружены, а соответствующие отчеты могут быть отправлены обратно в систему управления производством. Это делает возможной корректировку параметров процесса для минимизации брака на последующих этапах.