Đo kiểm sản phẩm đầu tiên với quét 3D

Ngày càng có nhiều công ty đưa công nghệ này vào quy trình kiểm tra sản phẩm đầu tiên của họ.

Phân tích GD&T

GD&T analysis – Phân tích GD&T

mặt cắt CAD 2D

Độ lệch màu so với mặt cắt CAD 2D

mô hình CAD 3D

Độ lệch màu so với mô hình CAD 3D

Với những cải tiến liên tục của công nghệ kiểm tra quang học, máy quét 3D ngày nay có đạt được tốc độ và độ chính xác đáng kinh ngạc, ngày càng nhiều công ty đưa công nghệ này vào quy trình kiểm tra sản phẩm đầu tiên (FAI) của họ. Lợi ích chính của việc sử dụng một công cụ thu thập nhanh chóng hàng triệu điểm dữ liệu là tất cả các kích thước chi tiết/ lắp ráp có thể được đo trong thời gian ngắn hơn rất nhiều; và trong trường hợp quét CT, các phép đo bên trong cũng có thể được thực hiện mà không phá hủy các chi tiết.

Theo phương pháp truyền thống, FAI sẽ sử dụng máy đo tọa độ (CMM). Phần lớn các máy CMM sử dụng một đầu dò cảm ứng để lấy tọa độ từng điểm một. Đã có nhiều cải tiến trong những năm gần đây với một số đầu dò tiếp xúc hiện đang chuyển sang chế độ cho phép truyền các điểm trực tuyến nhưng hầu hết các máy CMM vẫn chỉ thực hiện một phép đo/ điểm sau mỗi vài giây.

Các phương pháp phổ biến nhất để thu thập các phép đo 3D không tiếp xúc là: máy quét laser cầm tay có hoặc không có cánh tay CMM di động, chụp cắt lớp máy tính (CT), máy quét ánh sáng cấu trúc xanh/ trắng và máy quét kết hợp CMM. Sự lựa chọn tốt nhất cho bất kỳ tình huống FAI nào sẽ phụ thuộc vào độ chính xác yêu cầu, kích thước của các chi tiết và liệu các đặc tính bên trong có cần phải được chụp lại hay không. Ví dụ: vì máy quét cầm tay có khả năng ghi lại các phép đo 3D của gần như bất kỳ hình dạng vật thể nào, nó sẽ là một lựa chọn tốt để đo các sản phẩm tiêu dùng cỡ vừa như thiết bị thể thao và đồ nội thất, trong khi máy quét CMM là lựa chọn tốt hơn cho các đối tượng yêu cầu độ chính xác cao hơn, chẳng hạn như cánh tuabin. Mặt khác, quét CT với khả năng đo quét không phá hủy các chi tiết bên trong, sẽ là lựa chọn tốt nhất để kiểm tra độ dày thành ống HVAC hoặc các thiết bị y tế có hình dạng bên trong phức tạp.   

Có một số gói phần mềm kiểm tra được sử dụng trong ngành công nghiệp có khả năng phân tích dữ liệu đám mây điểm mật độ cao hoặc dữ liệu lập thể (STL) từ máy quét. Một số công ty có thể yêu cầu phần mềm cụ thể của máy CMM để phân tích dữ liệu. Đối với những trường hợp này, có nhiều gói phần mềm khác nhau sẽ hoạt động như một máy “CMM ảo” và được lập trình để đo “chi tiết ảo” STL và tạo ra một báo cáo chính xác như thể nó đã được đo trên máy CMM.

FAI sử dụng dữ liệu quét có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bản in 2D của chi tiết để so sánh, nhưng việc kiểm tra toàn diện hơn có thể được thực hiện nếu có tệp CAD 3D của chi tiết/ lắp ráp. Mô hình CAD gần như là cần thiết nếu yêu cầu đo bất kỳ kích thước hình học và dung sai nào (GD&T).

Sau khi thực hiện việc quét mẫu, đầu tiên có thể chập dữ liệu bằng cách sử dụng thuật toán “best fit” hoặc chức năng chập “N-Point”, tiếp theo việc chập chính xác hơn được tạo ra bằng cách sử dụng các đặc tính của hình học dung sai. Sau khi chập dữ liệu, một số hoạt động kiểm tra sẽ được thực hiện ngay như:

  1. Biểu đồ hiển thị đồ lệch màu (“biểu đồ nhiệt”) của toàn bộ diện tích bề mặt được quét. Dữ liệu trên bề mặt CAD di chuyển về phía màu đỏ trong phổ màu trong khi dữ liệu bên dưới bề mặt CAD di chuyển về phía màu xanh lam. Ngoài ra, biểu đồ màu này có thể được trình bày dưới dạng hình ảnh “đạt / không đạt”. Ngoài ra, có thể nhấp vào các điểm mà bạn quan tâm để kiểm tra độ lệch của chúng được hiển thị dưới dạng fly-out. Độ dày thành có thể được tự động tính toán và hiển thị dưới dạng biểu đồ nhiệt riêng biệt.
  2. Các mặt cắt 2D có thể được đo kiểm ở bất kỳ vị trí/ góc nào để so sánh với tệp CAD và được hiển thị bằng các “biểu đồ hộp” được tô màu để chỉ ra độ lệch của chúng. Ở đây, một lần nữa, có thể nhấp vào các điểm và bấm hiển thị độ lệch của chúng.
  3. Mặt cắt 2D có thể được lựa chọn và phân tích với kích thước 2D, bao gồm cả việc sử dụng các đường và điểm lý thuyết.
  4. Các dạng hình học như hình trụ / mặt phẳng / hình tròn có thể được trích xuất từ ​​tệp CAD, được tạo tự động từ dữ liệu quét và dữ liệu so sánh.
  5. Tất cả các hoạt động GD&T tiêu chuẩn có thể được thực hiện trên tập dữ liệu. Hầu hết các ứng dụng yêu cầu sử dụng mô hình CAD.

Tất cả các kết quả FAI có thể được lưu trong một báo cáo tùy chỉnh ở nhiều định dạng khác nhau, thường là định dạng PDF, bao gồm phân tích thống kê đầy đủ về độ sai lệch bề mặt 2D và 3D.

Nếu chi tiết tương tự được quét lại vào một ngày sau đó thì các báo cáo tương tự có thể được tạo mà không tốn nhiều công sức, bao gồm phân tích hàng loạt nhiều tệp dữ liệu cùng loại. Khả năng tạo các báo cáo giống nhau với dữ liệu mới cũng cho phép sử dụng phân tích xu hướng để dự báo các vấn đề trong tương lai.

FAI đã sẵn sàng bước vào một kỷ nguyên mới, thời kì mà ngay cả những sai lệch nhỏ nhất so với thiết kế ban đầu cũng có thể được phát hiện và nhanh chóng sửa chữa. Quét ba chiều mang lại cơ hội cùng có lợi cho các nhà sản xuất: tiết kiệm thời gian và cải thiện chất lượng đồng thời cung cấp sản phẩm tốt hơn cho khách hàng.

Bài viết liên quan