Dans cet article, nous parlerons de l'optimisation des processus de contrôle qualité à l'aide de la numérisation 3D , de la conception et des principes de fonctionnement des scanners 3D métrologiques . À l'aide d'exemples réels, nous montrerons l'efficacité de l'utilisation d'équipements pour résoudre divers problèmes. Après avoir lu la critique, il vous sera plus facile de naviguer parmi le grand nombre de modèles sur le marché et de déterminer les critères pour choisir le bon appareil.
introduction
Chaque année, l'industrie produit des appareils et des appareils plus avancés. Les pièces de machine ont souvent une forme géométrique complexe et sont en interaction étroite les unes avec les autres. Afin d'assurer le travail bien coordonné des mécanismes, il est nécessaire de faire correspondre les formes, les tailles, la précision d'assemblage et d'autres paramètres. Le contrôle de la qualité en génie mécanique a été effectué à l'aide de diverses technologies, notamment à l'aide de machines à mesurer tridimensionnelles (MMT). Cependant, la numérisation est de loin le moyen le plus efficace en termes de capacité à capturer des données pour les mesures et de vitesse de traitement de l'information.
Capacités des scanners 3D
Source: solutionix.com
Les scanners 3D traitent non seulement des surfaces planes, mais aussi des zones difficiles: coins entre bords et bords, indentations, trous. Un avantage important des appareils est la méthode de fonctionnement sans contact, qui permet de scanner à distance, dans des endroits difficiles à atteindre.
Après avoir effectué les modifications, les informations sont transmises en ligne à un ordinateur, où le logiciel compare les données reçues et les paramètres spécifiés et démontre les écarts: écarts de taille, fissures, traces de déformation et de corrosion, et autres changements.
Domaines d'utilisation
Source: sastrarobotics.com
La mesure numérique est un processus de haute technologie qui présente plusieurs avantages importants par rapport aux autres méthodes de vérification. Le seul inconvénient de la technologie est le prix élevé de l'équipement. Dans les grandes industries, avec un retour sur investissement rapide, l'utilisation de scanners 3D est économiquement justifiée. Prenons quelques exemples:
- production à grande échelle de pièces et d'appareils avec contrôles obligatoires de la qualité des entrées et des sorties;
- production à petite échelle d'objets de géométrie complexe, impossible sans contrôle qualité constant.
Situations dans lesquelles d'autres technologies ne peuvent pas être appliquées:
- travailler avec des objets en matériaux spécifiques, déformables par la méthode de contact de détermination des paramètres;
- mesure de composants électroniques présentant un risque de dommages dus à l'électricité statique;
- des mesures répétées d'objets physiquement absents peuvent également être effectuées sur une copie numérique déjà prise.
But d'utilisation
Source: www.capture3d.com
Contrôle à différentes étapes de la production
L'inspection entrante des matériaux et des pièces est nécessaire dans toute entreprise. Pour la production à grande échelle, des lots d'échantillons sont inspectés. Cependant, cela nécessite un grand nombre de contrôleurs, ce qui entraîne une augmentation du prix du produit.
L'utilisation de scanners 3D automatise le flux de travail, élimine les erreurs associées au «facteur humain», permet de passer d'un contrôle qualité sélectif à un contrôle qualité continu, augmente la vitesse de vérification plusieurs fois par rapport au travail manuel.
Analyse de l'emplacement des pièces les unes par rapport aux autres
Dans un produit composé de plusieurs parties, il est important de surveiller la disposition correcte des éléments les uns par rapport aux autres. La technologie de numérisation fixe facilement la position des objets dans l'espace et transmet les informations à un écran d'ordinateur.
Vérification de la géométrie des grands objets
Un certain nombre de gros objets tels que les engins de chantier, le transport maritime et aérien nécessitent des tests réguliers de la géométrie de la coque. Le processus est long et nécessite la recherche de spécialistes possédant les qualifications et l'expérience nécessaires. Les scanners 3D métrologiques supportent facilement la numérisation d'objets de grande taille, garantissent une précision de mesure élevée et économisent du temps et des ressources financières pour les entreprises.
Vérification de la géométrie de petits objets
Il est parfois plus difficile de mesurer de petits objets que de mesurer de grands. Les scanners 3D mesurent avec succès à quelques microns près, quelle que soit la taille des pièces. Les écarts de forme et de taille par rapport au modèle de base sont mis en évidence dans le programme, ce qui facilite leur détection et leur élimination.
Sélection d'équipement
Source: tool-maker.net
Il existe des dizaines de modèles de scanners métrologiques sur le marché des équipements numériques modernes. Le choix de l'appareil commence par l'identification de la gamme de tâches définie par la production. Voici quelques paramètres à prendre en compte et à comparer avec les objectifs clés:
1. Espace de travail
Il est tout à fait clair que les objets de grande taille nécessitent des appareils avec une grande zone de travail. Veuillez noter que la taille de la zone de travail est inversement proportionnelle à la résolution. En choisissant un appareil avec une zone de numérisation excessive, l'utilisateur peut trouver une précision et une résolution insuffisantes.
2. Précision des données
De toute évidence, dans la construction d'aéronefs et la production d'autres pièces critiques, la plus grande précision disponible est requise.
Dans la rétro-ingénierie de biens de consommation, de produits sans mécanique complexe, ainsi que lorsqu'elle est utilisée dans la création d'œuvres d'art, de souvenirs, dans le développement de jeux informatiques, une telle précision ne trouvera pas d'application, à ces fins, il ne sert à rien de trop payer pour un scanner des dizaines et des centaines de fois.
3. Vitesse de fonctionnement
Ce paramètre comprend le temps d'étalonnage et de balayage direct. Pour la production à grand volume, où la numérisation 3D est utilisée pour le contrôle qualité qui implique des dizaines de mesures par minute, la vitesse élevée est une caractéristique importante. La fabrication en petits lots et la rétro-ingénierie sont moins exigeantes sur la vitesse de l'instrument.
4. Logiciel
Nous vous recommandons de privilégier les scanners fonctionnant avec des logiciels propriétaires hautement spécialisés. Le logiciel nécessaire au traitement des scans, s'il n'est pas inclus dans le kit, peut nécessiter des investissements financiers supplémentaires importants.
5. Prix
En choisissant un scanner 3D, il est nécessaire de mettre en corrélation les tâches de l'utilisateur et les capacités de l'appareil indépendamment ou avec l'aide d'un spécialiste qualifié. Il ne sert à rien de trop payer pour des fonctionnalités inutiles. Dans le même temps, il est important que l'appareil dispose de l'ensemble de paramètres requis garantissant le résultat souhaité. Il est important de prévoir la période de récupération de l'équipement.
Exemples de scanners 3D pour le contrôle de qualité métrologique
Commençons notre connaissance avec la présentation du modèle russe - RangeVision Pro. L'appareil est officiellement approuvé comme appareil de mesure par l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie.
Informations de base sur RangeVision Pro
Source: top3dshop.ru
L'appareil est conçu comme un appareil de mesure universel pour les petits et grands objets de 30 à 1000 mm. Trois zones de travail et un ensemble d'objectifs interchangeables permettent au scanner de numériser des bijoux et des pièces de carrosserie avec la même précision.
La précision des mesures est assurée par une technologie d'éclairage structuré, des caméras 6 mégapixels et des solutions logicielles originales.
Le logiciel RangeVision vous permet d'assembler des éléments d'image, de remplir des zones vides et d'aligner des images. Le programme comprend des fonctions de base pour vérifier la géométrie et prendre des mesures. Le format de fichier de sortie est pris en charge par tous les systèmes de CAO et de modélisation virtuelle courants. Les mises à jour logicielles sont disponibles gratuitement.
Fonctionnalités de RangeVision Pro
Exemples d'utilisation d'un scanner 3D dans divers domaines
Contrôle qualité chez Dolsatech
Source: rangevision.com
Partenaire italien d'Iveco et de Porsche, Dolsatech a reçu des pièces de base de la RPC qui nécessitaient un contrôle qualité. Le système d'inspection d'entrée habituel n'a pas pu faire face à un flux important de produits et n'a pas eu l'occasion de tester des objets de géométrie non standard.
Un scanner 3D RangeVision PRO a été utilisé pour optimiser le processus. Les technologies de mesure actuelles impliquent le transport et le stockage des échantillons de contrôle dans des zones dédiées. La mobilité du scanner russe a permis de réduire les coûts logistiques.
Source: rangevision.com
Avec l'utilisation d'un scanner, il n'était pas nécessaire de déplacer beaucoup de marchandises pour les mesures. RangeVision PRO fonctionne dans les ateliers et les entrepôts - dans n'importe quel endroit pratique.
Dans ce cas, un modèle tridimensionnel d'une pièce d'une taille de 1700 mm * 720 mm a été créé. Des autocollants ont été collés sur la pièce, ce qui a permis d'assembler automatiquement des images individuelles en un seul modèle 3D. Les informations ont été traitées par le logiciel propriétaire ScanCenter fourni avec le scanner.
Contrôle qualité chez INKAY TECHNOLOGY
Source: rangevision.com
INKAY TECHNOLOGY SRL d'Italie a été chargé de vérifier que les dimensions de la partie du corps en fonte du modèle de base enregistrées dans le fichier CAO étaient correctes. Compte tenu de la géométrie non standard de l'objet, il a été décidé d'abandonner les technologies habituelles et d'utiliser le scanner 3D RangeVision.
Le travail s'est déroulé en 3 étapes:
- Création de scans de la partie extérieure du corps à l'aide de marqueurs pour l'assemblage automatique des images.
- Pour scanner l'intérieur, le corps a été divisé en 2 parties, dont chacune a été numérisée séparément.
- Nous avons cousu toutes les images en un seul modèle.
Source: rangevision.com
Contrôle qualité à l'usine de Krasnoye Sormovo
Source: rangevision.com
Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, la numérisation 3D n'est pas justifiée uniquement dans les environnements de production à grand volume. Souvent, l'équipement est utilisé efficacement pour la production de pièces. Dans l'industrie de la construction navale, on utilise des pièces moulées aux géométries complexes, dont le contrôle qualité est difficile et prend du temps. Par conséquent, l'utilisation d'équipements 3D dans l'industrie est de plus en plus courante.
Les spécialistes de l'usine de Krasnoye Sormovo ont choisi RangeVision pour contrôler la qualité du moyeu d'hélice à pas variable.
Hauteur de la pièce - 70 cm, diamètre - 80 cm.
Source: rangevision.com
Avant de commencer les travaux, des autocollants ont été collés sur l'objet pour automatiser l'assemblage de l'image. Le scanner 3D RangeVision PRO a été déplacé autour du hub, les images ont été prises de différents côtés. Un modèle 3D a été assemblé à partir des 100 images obtenues. Le fichier stl a été combiné avec le modèle de conception de base dans le logiciel GOM Inspect pour déterminer les écarts. Les travaux, à la suite desquels les spécialistes ont reçu un rapport précis sur la conformité du produit fini au modèle de base, ont duré plusieurs heures.
ScanTech PRINCE775
Source: www.3d-scantech.com
Scanner laser 3D portable portable ScanTech PRINCE 775 fonctionne sur la base de 2 caméras avec rétroéclairage LED. Les utilisateurs disposent de 2 modes de fonctionnement:
- En mode BLEU, le laser bleu est actif; ce mode est utilisé pour obtenir des modèles très détaillés;
- Le mode ROUGE avec un laser rouge est activé lorsque la numérisation à grande vitesse est une priorité.
À la suite de la numérisation, un nuage de points est créé, qui est traité à l'aide de la solution logicielle ScanTech. L'image finie s'affiche sur l'écran du dispositif de travail.
Spécifications du scanner
Utilisation de PRINCE 775
Le principal domaine d'application du scanner est la numérisation de grands objets, tels que des parties de navires, de voitures, d'installations industrielles. L'appareil peut également fonctionner avec de petits objets tels que des bijoux.
Applications ScanTech PRINCE 775:
- ingénierie inverse;
- Design industriel;
- contrôle de la qualité;
- création de jeux informatiques et de films 3D;
- et dans de nombreux autres domaines.
Source: www.3d-scantech.com
Un exemple d'utilisation d'un scanner portatif PRINCE dans un ensemble avec MSCAN - l'utilisation de deux appareils augmente l'efficacité du processus grâce aux caractéristiques de l'équipement.
Le premier appareil offre une précision et des détails élevés, le second permet d'examiner de grands objets à l'aide de la photogrammétrie.
Source: www.3d-scantech.com
Numérisation de pièces d'Airbus A350 à l'aide d'un kit: MSCAN + PRINCE. La paire s'est avérée excellente pour résoudre rapidement les tâches d'inspection de qualité.
Source: www.3d-scantech.com
La numérisation a permis de créer un modèle tridimensionnel de la roue, car il était impossible de la mesurer avec précision par d'autres moyens.
Creaform HandySCAN Black Elite
Source: creaform3d.com
Faisons connaissance avec le HandySCAN Black Elite compact et polyvalent - un scanner 3D métrologique professionnel de Creaform. L'appareil convient à la plupart des utilisateurs, y compris à ceux qui n'ont pas de compétences pratiques pour travailler avec un tel équipement. Malgré sa facilité d'utilisation, le scanner garantit des modèles de haute précision, même lors de la numérisation d'objets volumineux à géométrie complexe.
Spécifications du scanner
Applications de Creaform HandySCAN Black
L'appareil est conçu pour un usage professionnel dans divers domaines. HandySCAN Black fait un excellent travail avec des tâches telles que:
- contrôle de qualité entrant et sortant dans la production;
- ingénierie inverse;
- inspection des pipelines;
- numérisation d'objets pour n'importe quel but.
Le scanner est facile à utiliser: pour commencer, vous devez établir une connexion avec un ordinateur portable et sélectionner un programme. En cours de numérisation, vous pouvez faire une pause, étudier les résultats intermédiaires et continuer à travailler.
Creaform MetraScan 750 | Élite
Source: industryarena.com
Un autre scanner de métrologie portable qui produit des modèles très précis, même pour les gros objets.
MetraScan 750 | Spécifications Elite
MetraScan 750 | Applications Elite
L'instrument est largement utilisé dans l'architecture, l'ingénierie électrique, la rétro-ingénierie et le contrôle métrologique.
Solutionix C500
Source: psarta.com
Solutionix 500 - scanner 3D couleur compact. L'appareil mobile est placé sur n'importe quelle surface plane.
La conception est basée sur une platine et deux caméras avec une résolution de 5 mégapixels chacune. La rotation de la plate-forme permet aux caméras de capturer le sujet sous différents angles. La vitesse de fonctionnement élevée et la facilité d'utilisation garantissent les excellentes performances de l'équipement.
Caractéristiques techniques du Solutionix 500
Portée Solutionix C500
Grâce à sa taille compacte et à sa capacité à numériser rapidement et avec précision en couleur, l'appareil est demandé dans de nombreux domaines, par exemple:
- en dentisterie;
- industrie de la bijouterie;
- dans l'éducation;
- pour résoudre des problèmes d'ingénierie inverse dans divers domaines.
conclusions
L'utilisation de scanners 3D métrologiques améliore la qualité des produits et réduit leur coût en économisant du temps et des ressources, et en minimisant les rejets. L'automatisation des processus de production, grâce à l'inclusion de la technologie de numérisation 3D, augmente l'efficacité de l'entreprise et sa position concurrentielle sur le marché.
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