3D-сканирование штампов: переход от «точек» к «поверхностям»

В этом примере поговорим о 3D-сканировании штампов в автомобильной промышленности. Чтобы получить более полные цифровые модели, клиент перешел с фотограмметрии на высокоточное лазерное 3D-сканирование.

• Компания: Tianjin RAINBOW HILLS (поставщик Toyota)
• Местоположение: Тяньцзинь, Китай
• Область деятельности: Изготовление чугунных деталей для штампов, применяемых в автомобильной промышленности
• Производительность: 2200 тонн/месяц
• Необходимость: Получение более полных наборов 3D-данных
• Решение: Метрологические решения SHINING 3D FreeScan
• Результаты:
  • Информативные отчеты о 3D-контроле, облегчающие общение с поставщиками услуг и клиентами
  • Упрощение процесса 3D-контроля (и его реализация с помощью портативного оборудования)

Видеоролик об этом примере 3D-сканирования штампов в автомобильной промышленности также доступен на YouTube:

Введение

Штампы играют важнейшую роль в процессе автомобильного производства. Они используются для изготовления дверей, боковых панелей, крыльев и многих других деталей автомобиля. Для получения высококачественных деталей эти штампы должны соответствовать многочисленным требованиям качества.

Компании должны контролировать штампы, проверяя их соответствие требованиям к размерам и качеству.

Tianjin RAINBOW HILLS (основана в 2004 г.) — одна из компаний, специализирующихся на изготовлении чугунных деталей для штампов, применяемых в автомобильной промышленности. Это единственный специализированный изготовитель литья для Toyota в Китае, способны выпускать 2200 тонн продукции в месяц.

В этой статье расскажем, почему компания Tianjin RAINBOW HILLS решила усовершенствовать используемый ей процесс контроля, применив вместо фотограмметрии 3D-сканирование штампов с помощью лазера.

Инженер компании Tianjin RAINBOW HILLS использует сканер FreeScan UE Pro для анализа поверхности

Контроль штампов с помощью фотограмметрии

В данном случае компания Tianjin RAINBOW HILLS является предприятием первого этапа и выпускает литые заготовки. Партнер компании Tianjin RAINBOW HILLS, осуществляющий механическую обработку штампов, использует высокоточное 3D-сканирование для размерного контроля. Этот партнер побудил Tianjin RAINBOW HILLS также внедрить эту технологию.
 
До перехода на высокоточное лазерное 3D-сканирование компания Tianjin RAINBOW HILLS использовала фотограмметрию с применением однообъективных зеркальных фотокамер.
 
Примечание. «Фотограмметрия» здесь означает реконструкцию пространственного положения и формы объекта с использованием его фотографий для расчета трехмерных координат точек. Она отличается от встроенной функции фотограмметрии серии сканеров FreeScan, которая позволяет фиксировать точное положение маркеров, размещенных по всему объекту, для обеспечения высокой точности при сшивке фрагментов создаваемой модели и общей точности 3D-сканирования.
 
Хотя такой метод позволяет выполнять точные 3D-измерения, точность обеспечивается только при съемке точек с определенными координатами. Это ограничивает выбор контрольных точек при механической обработке штампов. При производстве автомобильных кузовных деталей предъявляются строгие требования ко всему профилю поверхности. Поэтому имеет смысл сканировать всю поверхность, а не только некоторые ее точки.

3D-сканирование штампов для повышения качества моделей и улучшения обмена данными

Опираясь на опыт и рекомендации своего производственного партнера, компания Tianjin RAINBOW Hills остановила свой выбор на высокоточных метрологических решениях серии FreeScan от SHINING 3D.

Лазерный 3D-сканер FreeScan UE Pro для производства и контроля качества продукции

Теперь специалисты компании могут получать более детальные 3D-модели отливок. Они могут обмерять и анализировать весь профиль поверхности, предоставляя партнерам отчеты о полном 3D-контроле. Эти отчеты содержат наглядные графические изображения, например, хроматограммы с допусками механической обработки, и позволяют лучше составить общее представление об изделиях.

Лучшее представление информации способствует повышению надежности поставок и упрощает работу предприятия второго этапа, занятого механической обработкой. Кроме того, это помогает уточнить распределение обязанностей между компаниями, особенно при решении острых проблем, связанных с процессом механической обработки. Наличие полной информации о размерах позволило практически исключить подобные проблемы на производстве.

Модель, полученная в результате 3D-сканирования штампов с помощью сканера серии FreeScan от SHINING 3D

Пример хроматограммы, включенной в отчет о контроле

Ручные 3D-сканеры серии FreeScan от SHINING 3D, такие как FreeScan UE Pro или FreeScan Combo, идеально подходят для 3D-контроля по нескольким причинам.

Во-первых, это конечно их высокая точность. Погрешность их работы составляет всего 0,02 мм, что идеально подходит для требовательных областей применения в метрологии.

Примечание. Серия FreeScan сертифицирована по стандарту ISO 17025 и соответствует требованиям стандарта VDI/VDE 2634 часть 3, что предполагает оценку погрешности на основе измерений диаметра тестовой сферы. Измерения проводятся с разных точек в пределах рабочего диапазона с использованием прослеживаемых эталонов длины для оценки погрешности измерения расстояния между тестовыми сферами. Точность измерения объема также может быть дополнительно оптимизирована с помощью встроенных средств фотограмметрии.

Ручные 3D-сканеры серии FreeScan также просты в применении и их удобно использовать прямо на производстве. Коротко говоря, технику или инженеру достаточно включить 3D-сканер в розетку и подключить к компьютеру, а затем навести на деталь и произвести съемку.

Контроль с помощью этих 3D-сканеров быстрее и эффективнее фотограмметрии, которая требует установить штатив, настроить камеру и длительно обрабатывать данные.

Кроме того, они гораздо более универсальны и позволяют выполнять 3D-сканирование штампов различных форм и размеров, выполненных из разных материалов. Сканеры FreeScan UE Pro и FreeScan Combo позволяют работать даже с материалами, поверхность которых отличается высокой светоотражающей способностью (например, блестящим металлом после механообработки) без использования матирующего спрея.

На странице «Решения для 3D-метрологии» можно подробнее узнать об основных особенностях и характеристиках этих 3D-сканеров.

Заключение

Высокоточное 3D-сканирование не только дало эти количественные и качественные преимущества. Оно постепенно стало стандартным способом 3D-измерений в автомобильной промышленности, широко применяется в проектировании автомобилей, размерном контроле деталей, а также других областях и способствует быстрому развитию автомобильного производства.

Хотите усовершенствовать свой процесс 3D-контроля? Свяжитесь с нами, чтобы узнать, как сканеры серии FreeScan подойдут под ваши потребности.