سازندگان خودرو گزینه های فناوری اندازه گیری سه بعدی را وزن می کنند

در تلاش امروز برای کیفیت محصول استثنایی، بررسی دقیق ابعاد هندسی و مستندات جامع در فرآیندهای تولید خودرو ضروری شده است.در حالی که استانداردهای کنترل کیفیت به طور فزاینده ای سختگیر می شوند، سازندگان در هنگام اجرای سیستم های اندازه گیری سه بعدی جدید با یک تصمیم مهم روبرو هستند: Which technology—contact-based coordinate measurement machines that capture discrete data points or non-contact optical systems that digitally scan entire surfaces—best suits their measurement requirements?

در بازرسی ابعاد قطعات کار، ماشین های اندازه گیری مختصات (CMM) به طور گسترده ترین تکنولوژی اندازه گیری سنتی استفاده می شود.این سیستم ها به طور معمول قابلیت های اندازه گیری لمس کننده یا اسکن را ادغام می کنند.عملیات اساسی آنها شامل موقعیت دقیق یک سنج اندازه گیری در نقاط هدف برای جمع آوری داده های مختصات سه بعدی است.برخی از CMM ها شامل جداول چرخش برای امکان اندازه گیری چند زاویه ای هستندسپس نرم افزار اندازه گیری تخصصی عناصر هندسی را از این نقاط داده های جداگانه محاسبه می کند تا مقادیر واقعی ویژگی های بحرانی را تعیین کند.

مزیت اصلی اندازه گیری تماس در دقت مطلق استثنایی آن است. برای قطعات نیازمند دقت شدید، این راه حل ترجیح داده شده باقی می ماند.یک CMM ثابت می تواند دقت اندازه گیری نقطه ای را در سطح میکرومتر (μm) به دست آورد.

با این حال، هنگامی که الزامات اندازه گیری به محدوده صدمیمی (0.01 میلی متر) کاهش می یابد، اندازه گیری 3D نوری قابلیت سازگاری برتر را نشان می دهد.یک قانون اساسی می گوید که دقت ذاتی یک سیستم اندازه گیری باید پنج تا ده برابر بیشتر از سخت ترین تحمل ویژگی های اندازه گیری شده باشدبه عنوان مثال، یک ویژگی با تحمل 0.1 میلی متر نیاز به تجهیزات اندازه گیری با حداقل 0.02 میلی متر دقت دارد.

در کاربردهای خودرو، اجزای مانند دنده ها، کراکشافت ها و بلوک های موتور ٬ با الزامات دقیق دقیق خود ٬ کاندیداهای ایده آل برای اندازه گیری تماس را نشان می دهند.برای مثال، اغلب سطح دقت 1 μm یا بهتر را می طلبد، که در حال حاضر فراتر از توانایی قابل اعتماد سیستم های نوری است.

محدودیت اصلی اندازه گیری تماس در سرمایه گذاری زمان است. جمع آوری داده های با چگالی بالا می تواند به ساعت ها برای هر قطعه نیاز داشته باشد، که بازرسی کامل خط تولید را غیر عملی می کند.علاوه بر ایندر حالی که کاهش نقاط اندازه گیری باعث صرفه جویی در زمان می شود،این کار باعث می شود که تراکم داده ها قربانی شود، که نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق سازگاری دارد..

اساساً، صرف نظر از چگالی نقطه، اندازه گیری تماس نمی تواند پوشش کامل سطح را به دست آورد، دقیقاً در جایی که اندازه گیری نوری عالی است.

تکنولوژی اندازه گیری نوری نه تنها مزایای سرعت قابل توجهی را ارائه می دهد بلکه همچنین نمایش های دیجیتال کامل اشیاء اندازه گیری شده را تولید می کند،اطلاعات کیفیت دقیق تر از روش های تماس.

سیستم های اندازه گیری سه بعدی نوری (از جمله اسکنرهای لیزر، سیستم های فوتوگرافی،و سیستم های پروژکتور فرنج) از سنسورهای نوری بدون تماس فیزیکی استفاده می کنند که یک مزیت حیاتی برای سطوح ظریف است که از آسیب به قطعه کار و سایش سنج جلوگیری می کند..

عملیات به طور معمول شامل قرار دادن قطعه کار در مقابل سنسور (دستی یا از طریق راهنمای رباتیک) است ، و پس از آن ضبط خودکار تصویر به عنوان سیستم تمام سطوح را اسکن می کند.برای پوشش کامل، یا قطعه کار یا سنسور برای دسترسی به تمام مناطق حرکت می کند. سپس نرم افزار اندازه گیری تمام داده ها را به یک سیستم مختصات یکپارچه ترکیب می کند و یک ابر نقطه ای سه بعدی جامع ایجاد می کند.این امکان را برای بازرسی های مختلف از جمله مقایسه های واقعی و نامی و اندازه گیری هندسی و تحمل (GD&T) فراهم می کند.نقشه های انحراف رنگ به صورت بصری مناطق بالقوه مشکل را شناسایی می کنند و بهینه سازی تولید هدفمند را برای جلوگیری از چرخه های کار مجدد غیر ضروری هدایت می کنند.

سرعت قابل توجه اندازه گیری نوری اجازه می دهد تا قطعات پیچیده را در عرض چند دقیقه و گاهی ثانیه دیجیتالی کند.

کاربردهای خودرو شامل تجزیه و تحلیل توانایی ماشین در برنامه ریزی فرآیند، کنترل کیفیت خودکار در کارخانه های ریخته گری و کارتون ها، بازرسی از قطعات ریخته شده، جعل و قطعات پلاستیکی،به علاوه بهینه سازی فرآیند خط مونتاژ.

با این حال، اندازه گیری نوری با چالش هایی با اجزای موتور بسیار بازتاب دهنده (داده ها، کرک ها، سر های سیلندر) ، سطوح آینه ای،و مواد شفاف مانند شیشه یا پلاستیک سبکاسپری های اسکن ویژه می توانند پوشش های یکنواخت ایجاد کنند که اندازه گیری نوری سطح مشکل را با موفقیت امکان پذیر می کند.

بازار به طور فزاینده ای سیستم های ترکیبی را ارائه می دهد که هر دو فناوری را ادغام می کند.در حالی که سیستم های نوری با کاوشگرها می توانند به ویژگی هایی مانند سوراخ های عمیق دسترسی داشته باشند، حفره ها و یا شکاف هایی که تنها اندازه گیری نوری را به چالش می کشند.

قابل توجه است که اضافه کردن یک کاوشگر به یک سیستم نوری دقت ذاتی آن را افزایش نمی دهد، اما توانایی آن را برای گرفتن ویژگی های اضافی در سازه های پیچیده گسترش می دهد.

در اندازه گیری دقیق خودرو، انتخاب تکنولوژی به طور حیاتی بر کیفیت محصول و بهره وری تولید تاثیر می گذارد.اندازه گیری تماس برای ابعاد میکرو و تحمل های هندسی شدید (بخش های موتور) غالب است، دنده های دقیق) ، که دقت بی نظیر در سطح میکرومتر را ارائه می دهد. با این حال، رویکرد نقطه به نقطه سرعت جمع آوری داده ها را محدود می کند و اجرای خط تولید در زمان واقعی را پیچیده می کند.آسیب های بالقوه سطح و سایش سنج نیاز به تعمیر منظم دارد.

اندازه گیری نوری در اسکن سریع میدان کامل برای تأیید شکل کلی، تشخیص نقص سطحی و تأیید نمونه اولیه برجسته است.ماهیت بدون تماس از آسیب سطح و سایش مکانیکی جلوگیری می کند. دقت صدمیلی متر برای اکثر قطعات خودرو کافی است. ابرهای نقطه ای دقیق امکان مقایسه کامل نامی و واقعی و تجزیه و تحلیل GD&T را برای هدایت بهبود فرآیند فراهم می کند.بسیار بازتاب دهندهسطح های شفاف یا کم کنتراست ممکن است به اسپری های اسکن نیاز داشته باشند، در حالی که سوراخ های عمیق، حفره های باریک یا زیرپوش های پیچیده ممکن است پوشش کامل را به چالش بکشند.

اندازه گیری دقیق آینده به طور فزاینده ای بر اتوماسیون هوشمند تاکید خواهد کرد. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین پردازش داده ها، تشخیص ویژگی ها، تشخیص ناهنجاری ها،و بهینه سازی مسیر اندازه گیریبه عنوان مثال، الگوریتم های هوش مصنوعی می توانند به طور خودکار ویژگی های حیاتی را شناسایی و مسیرهای اندازه گیری را بهینه کنند، در حالی که مدل های یادگیری ماشین می توانند پارامترهای سنسور را بر اساس خواص مواد سازگار کنند.گزارش دهی خودکار مستندات با کیفیت و توصیه های بهبود فرآیند را تولید می کند.

اتوماسیون از طریق یکپارچه سازی رباتیک عمیق تر خواهد شد و فرآیندهای اندازه گیری کاملاً خودکار را امکان پذیر می کند.تغذیه داده های زمان واقعی به خطوط تولید برای تنظیم فوری و کنترل کیفیت.

هر دو تکنولوژی اندازه گیری سه بعدی تماس و نوری ٬ همراه با ترکیب های ترکیبی آنها ٬ مزایای مشخصی را برای کاربردهای خاص ارائه می دهند.تولید کنندگان خودرو باید انتخاب خود را بر اساس الزامات اندازه گیری دقیق از جمله سطوح دقت پایه گذاری کنند.با درک کامل اصول، نقاط قوت، محدودیت ها و قابلیت های در حال تکامل هر تکنولوژی،تولید کنندگان می توانند تصمیمات آگاهانه ای بگیرند که کیفیت محصول را افزایش دهند، بهینه سازی فرآیندها و حفظ مزیت رقابتی.