Как быстро и точно измерять детали при помощи 3D‑сканера

Где применяется контроль качества?

Контроль геометрических размеров — критически важный этап в производстве деталей в самых разных отраслях, включая:

• машиностроение;
• авиастроение;
• автомобилестроение;
• медицинское приборостроение;
• литейное производство;
• нефтегазовая отрасль;
• аэрокосмические разработки;
• НИОКР в самых разных отраслях.

Недостатки традиционных средств контроля размеров

Привычные методы линейных измерений (лазерные дальномеры, рулетки, ручной инструмент и т.д.), а также КИМ не всегда справляются с задачами, которые ставит перед инженерами современное цифровое производство.

• Замеры занимают много времени
• Большие погрешности при работе с крупными объектами
• Можно получить только линейные размеры, без анализа формы
• Нельзя измерить сложные криволинейные поверхности
• Нельзя измерить скругления
• Контактный метод измерения может повредить деталь

Преимущества измерений при помощи 3D-сканера

В отличие от традиционных методов измерений, 3D-сканеры имеют целый ряд существенных преимуществ. Они позволяют более точно, быстро и надежно измерять даже сложные с точки зрения геометрии объекты и сравнивать их с эталонными размерами в автоматическом режиме.

• Возможность контроля геометрических параметров изделий любых размеров и сложных форм.
• Высочайшая точность измерений и детализация (минимально «различимый» сканером элемент поверхности объекта).
• 3D-сканеры способны фиксировать миллионы точек поверхности в секунду, что несравнимо быстрее любого контактного измерительного инструмента. На измерение одного небольшого объекта требуется около 1 минуты.
• Встроенная фотограмметрия позволяет сканировать крупные объекты (от 2 до 10-15 метров) быстро и с минимальными погрешностями.
• При серийном производстве можно контролировать большее количество изделий и делать это значительно быстрее по сравнению с традиционными инструментами измерений.
• Отсутствие физического контакта с изделием, что исключает риск его повреждения.
• Мобильность. Ручные 3D-сканеры способны эффективно работать в цехах, на улице, в любых условиях. Беспроводные решения не требуют прямого подключения к компьютеру.

Как это работает: измерения деталей с помощью 3D‑сканера

Процесс контроля геометрии при помощи трехмерного сканирования делится на несколько простых этапов. Каждый из них не занимает много времени и может быть максимально автоматизирован.

1. Подготовка. При необходимости объект подготавливается к сканированию: поверхность очищается; если требуется, то наносится матирующий спрей или специальные маркеры.

2. Процесс 3D-сканирования. На поверхность детали проецируются лазерные линии или структурированная световая сетка (в зависимости от типа сканера). Камеры 3D-сканера фиксируют искажения проекции, по которым формируется облако из миллионов точек, передающих геометрию объекта с точностью до нескольких микрон.

3. Обработка данных. Полученное облако точек очищается от шумов, выравнивается, преобразуется в полигональную модель в программном обеспечении, с которым работает 3D-сканер.

4. Полученная в результате сканирования модель автоматически сравнивается с эталонными данными САПР. Специальное ПО визуализирует расхождения по размерам, радиусам скруглений, диаметрам отверстий, плоскостям, углам и т.д. Вы можете быстро проверить всю деталь на отклонения и измерить нужные параметры в конкретных точках сборки.

5. На выходе вы получаете подробный отчет, пригодный для контроля как в статике, так и в динамике (цифровые данные за разные периоды очень удобно сравнивать).

Примеры проектов по 3D-измерениям на производственных предприятиях

Сканирование судовых гребных винтов

В центр 3D-услуг Globatek обратилась компания ООО «СМАРТ МАРИН» с запросом на срочное 3D‑сканирование гребных винтов судна, проходящего плановый ремонт в плавучем доке одного из судоремонтных предприятий Мурманска. Задача состояла из трех этапов:

• Провести 3D-сканирование демонтированного гребного винта правого борта.
• Провести 3D-сканирование гребного винта левого борта прямо в доке.
• Сравнить 3D-модели гребных винтов левого и правого борта с целью выявления расхождения в их геометрии.

Полученные данные позволили разработать конструкторскую документацию, необходимую для дальнейшего производства гребных винтов.

Читать подробнее >>

Инженер Globatek сравнил две полученные 3D-модели винтов и подготовил для «СМАРТ МАРИН» отчет, в котором видны различия в геометрии.

Контроль качества подъемных кранов

Один из ведущих китайских производителей специальной техники внедрил 3D-сканирование измерения кожухов подъемных кранов.

Ранее для контроля качества использовались рулетки и штангенциркули и другие подобные инструменты. Для измерения прямолинейности инспектор вручную оценивал расстояние между контрольной линией и выбранными точками вдоль края кожуха с интервалом в 1,5 метра. Регистрировались только максимальные отклонения.

Читать подробнее >>