Lợi ích của máy quét ánh sáng xanh ATOS so với máy CMM

Lợi ích của máy quét ánh sáng xanh ATOS so với máy CMM

Công nghệ đo lường 3D quang học ngày càng trở nên phổ biến

Ngành đo lường quang học, bao gồm các máy quét sử dụng công nghệ ánh sáng như ATOS, đang nhanh chóng cách mạng hóa ngành công nghiệp sản xuất. Nhiều công ty hàng đầu trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ đo lường quang học để kiểm tra các sản phẩm. Các máy quét sử dụng công nghệ ánh sáng ngày càng  xử lý nhanh hơn, chính xác và dễ sử dụng hơn.

Tuy nhiên, nhiều tổ chức và cơ sở nhỏ hơn vẫn sử dụng máy đo tọa độ CMM truyền thống để đo các bộ phận, sản phẩm. Việc đầu tư vào máy quét ánh sáng xanh ATOS có vẻ ngoài khả năng đối với các tổ chức này. Các công ty nhỏ hơn thường cho rằng chi phí quá cao và lợi nhuận thu lại quá thấp. Với các giải pháp ATOS có giá từ $ 33,450 USD. Giả thiết này có vẻ không đúng với sự thật.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày những điều cơ bản về CMM truyền thống, giới thiệu về máy quét ánh sáng xanh ATOS và giải thích cách chuyển sang ATOS từ CMM có thể tiết kiệm thời gian, tiền bạc và các trăn trở của công ty bạn!

CMM là gì?

CMM truyền thống là một thiết bị sử dụng đầu dò để chạm vào các điểm khác nhau trên một bộ phận để thực hiện các phép đo. CMM sử dụng tọa độ XYZ để tham chiếu chuyển vị đối tượng trong không gian. Máy đo CMM cầu di chuyển là một trong những loại phổ biến nhất, cho phép đầu dò di chuyển dọc theo ba trục máy và mỗi trục có một cảm biến theo dõi vị trí của đầu dò trên trục đó. Sau đó, máy sẽ đọc vị trí của đầu dò khi chạm vào các điểm được lập trình trên đối tượng và ghi nhận vị trí tại đó.

Máy CMM cầu di chuyển có ba phần: khung chứa ba trục dọc theo hành trình của đầu dò, hệ thống thăm dò và hệ thống thu thập dữ liệu. Máy này thường bao gồm bộ điều khiển máy, máy tính để bàn và phần mềm.

Sau khi CMM thực hiện các phép đo, phần mềm sẽ tạo ra một bảng tính liệt kê danh sách các điểm này và độ lệch của chúng so với dung sai quy định trong thiết kế của đối tượng. Đám mây điểm này mô tả lại được hình dạng của đối tượng.

Các máy CMM công nghệ tiên tiến hơn cũng hoạt động theo cách tương tự, nhưng với một số cập nhật đáng kể. Ví dụ, ngày nay các máy này có thể được cầm tay và khả năng di động. Máy CMM di động không sử dụng ba trục máy như trên, mà dùng toàn bộ phạm vi không gian xung quanh đối tượng để thực hiện các phép đo. Đổi lại, máy CMM này phải được vận hành bởi con người, điều này mang đến tiềm năng lớn hơn cho lỗi của người vận hành gây ra.

CMM từng thống trị thị trường đo lường, nhưng khi công nghệ tiên tiến được áp dụng trong những phương pháp khác thì chúng trở nên ít phổ biến hơn.

ATOS là gì?

ATOS, Cảm biến quang học Topometric tiên tiến, là một máy quét sử dụng ánh sáng màu xanh thuộc danh mục đo lường quang học, không tiếp xúc. Thay vì sử dụng đầu dò cảm ứng để đo các điểm được xác định trước trên đối tượng được đo, máy quét ATOS chiếu một dải vân của ánh sáng màu xanh lam trên bề mặt đối tượng.

Khi các vân sáng dịch chuyển trong mỗi lần quét, hai camera ở hai bên của máy chiếu sẽ chụp được sự dịch chuyển của tọa độ XYZ để xác định vị trí của đối tượng và các phép đo. Bằng cách thực hiện quét toàn bộ bề mặt của đối tượng, ATOS thu được tất cả các khu vực trong vùng quét được chỉ định và điều này cho phép ATOS chụp được các khu vực có vấn đề có thể không thấy được bằng CMM truyền thống.

ATOS tạo ra một đám mây điểm của các điểm đo. Khi đám mây điểm này được so sánh với mô hình CAD (thực tế so với danh nghĩa) trong phần mềm sẽ tạo ra đồ thị màu kiểm tra 3D hiển thị phổ màu sắc biểu thị các khu vực trong hoặc ngoài dung sai. Hình mô phỏng này giúp người vận hành dễ dàng xác định nhanh chóng khu vực nào của đối tượng có vấn đề mà không mất thời gian phân tích số liệu từ một bảng tính đầy số liệu.

So với CMM, máy quét ánh sáng xanh ATOS chỉ cần thiết lập đơn giản và không cần kỹ năng chuyên môn cao để vận hành. Các máy quét cũng có thể được tích hợp với các giải pháp tự động hóa để tăng tốc quá trình đo và xử lý.

Những lợi ích của việc áp dụng ATOS thay cho CMM truyền thống là gì?

Chụp và đo được toàn bộ bề mặt của sản phẩm.

Với CMM, có một khách hàng nói rằng : “Nếu bạn không chạm vào nó, bạn sẽ không biết gì về nó”. CMM được lập trình sẵn để bắt được một số khu vực nhất định trên một đối tượng, nhưng nếu có một phần của đối tượng rơi vào vùng ngoài dung sai và khu vực đó không nằm trong các điểm đo đã chọn, sẽ không ai biết rằng bộ phận đó bị lỗi. Với máy quét ATOS, các camera thu nhận được mọi khu vực có thể nhìn thấy. Điều này dẫn đến dữ liệu cực kỳ chi tiết, chính xác với hàng triệu điểm XYZ vượt xa những gì một CMM truyền thống có thể thu được trong cùng một thời điểm.

Phần mềm vượt trội

Một lợi ích khác của ATOS là phần mềm mạnh mẽ để phân tích toàn diện – bản đồ màu kiểm tra 3D, GD & T, xu hướng/SPC, sơ đồ khuyết tật bề mặt và vô số tính năng kiểm tra cho phân tích kỹ thuật chi tiết công nghiệp (ví dụ: cánh quạt/cánh tuabin, kim loại tấm, nhựa , đúc, vv). Ngoài ra, bất cứ ai cũng có thể tải xuống phần mềm GOM Inspect miễn phí để chạy phân tích tại bất kỳ máy tính nào và để chia sẻ kết quả giữa các thành viên trong nhóm, khách hàng hoặc nhà cung cấp,… còn CMM thì cung cấp bảng số liệu và số liệu được giải thích theo cách của người vận hành. Phần mềm ATOS và GOM Inspect tự động tạo ra một cái nhìn 3D của đối tượng để dễ đọc và dễ hiểu. Người vận hành có thể cho biết chính xác vị trí sai lệch trên sản phẩm chỉ bằng cách nhìn lướt qua bản đồ màu.

Do ATOS chụp được toàn bộ vùng quét nên dễ dàng chụp được các hình học phức tạp. ATOS có thể chụp các lỗ sâu, hốc, cạnh sắc và các đối tượng khác khó chụp bằng CMM truyền thống. Ngoài ra, ATOS có thể được trang bị thêm đầu dò (Touch Probes) tiêu chuẩn và có thể tùy chỉnh để đo các khu vực, lỗ hổng và lỗ hẹp.

Dễ sử dụng

ATOS không yêu cầu nào về lập trình chuyên môn. Trong khi đó lập trình CMM có thể rất tốn thời gian và đòi hỏi một kỹ năng đặc biệt để thiết lập. Lập trình CMM có thể thường xuyên gây ra tình trạng “thắt cổ chai” trong sản xuất vì  tốn khá nhiều thời gian cần thiết để hoàn thành. Với ATOS, chỉ cần thiết lập đơn giản và máy quét có  chứa năng tự giám sát hiệu chuẩn. Vì tính dễ sử dụng nên nhiều nhân viên đều có thể được đào tạo để vận hành ATOS. Nhiều khách hàng đánh giá rằng tiết kiệm thời gian là lý do chính để chuyển từ CMM sang ATOS.

Đo nhanh chóng

Một khách hàng của chúng tôi là Giám đốc sản xuất tại Chicago Mold, cho biết: “Chúng tôi chỉ mất hai giờ đồng hồ để đo và kiểm tra các điện cực trong khuôn parabola bằng ATOS. Trước đây với CMM, chúng tôi phải mất 50 giờ để đo từng điện cực, bao gồm cả thời gian thiết lập và lập trình. Thay vì nhận được báo cáo CMM 20-30 trang, giờ đây chúng tôi nhận được kết quả là bảng màu đo kiểm tức thì dễ hiểu hơn và rút ngắn được một lượng lớn thời gian để thực hiện các thay đổi cần thiết. Khi khuôn đã được bắn điện cực, chúng tôi chỉ mất giờ nửa giờ để quét và đo kiểm. Còn với CMM, chúng tôi phải mất 20 giờ.”

Trong nhiều trường hợp, sự kết hợp của dữ liệu chính xác, toàn diện hơn và tiết kiệm thời gian cũng dẫn đến tiết kiệm tiền. Trong ngành sản xuất sản phẩm thì thời gian là tiền bạc và sản xuất một sản phẩm chất lượng tốt hơn trong thời gian ngắn hơn cho phép các công ty bán được nhiều sản phẩm hơn trong khung thời gian ngắn hơn với việc làm lại thiết kế ít hơn. Một kỹ thuật viên CMM tại Mann + Hummel cho biết công ty đã sử dụng ATOS cho bài kiểm tra đầu tiên để hỗ trợ quá trình điều chỉnh khuôn và chuyển từ 3-4 lần lặp lại khuôn xuống chỉ còn một lần. Mỗi lần lặp khuôn là khoảng 25.000 đô la để thực hiện. Và chỉ một dự án đó đã chứng minh cho giá trị của ATOS.

Tổng kết lại

Tóm lại, so với CMM truyền thống, ATOS có các ưu điểm là thu thập dữ liệu chi tiết, chính xác hơn trong thời gian nhanh hơn, không cần đào tạo chuyên môn hoặc kỹ năng lập trình CMM, có thể chụp các đối tượng phức tạp và thường tiết kiệm đáng kể thời gian và tiền bạc. Nếu bạn muốn biết làm cách nào để chúng tôi có thể giúp bạn chuyển từ CMM truyền thống sang ATOS? Liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm!

Các hệ thống đo 3D quang học khác