本文介紹了O'Fallon鑄造公司借助于PolyWorks|Inspector? 對(duì)模子和鑄造件執(zhí)行基于點(diǎn)云的檢測(cè)加快了快速成型操作的速度痹栖。

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使用3D掃描和PolyWorks?軟件解決方案對(duì)其圖案和鑄件進(jìn)行基于點(diǎn)云的

01 挑 戰(zhàn)

「翼尖燈罩模子用SLA和SLS工藝創(chuàng)建于客戶的3D CAD模型嚼摩∏栈洌」

O'Fallon鑄造公司的服務(wù)領(lǐng)域十分廣泛，包括軍事導(dǎo)彈和電子儀器組件市場(chǎng)栖挣、閥和泵、醫(yī)療及牙科設(shè)備贮祥、高速自動(dòng)化精密加工機(jī)夫次、商業(yè)機(jī)器程昨、機(jī)器人搔冈、光學(xué)和激光設(shè)備、硅片加工設(shè)備和半導(dǎo)體制造設(shè)備咖亏。

公司正迅速增長(zhǎng)的一個(gè)領(lǐng)域其快速成型操作。使用來(lái)自CAD文件的3D模型生成的可熔化模子 已唐，快速且低成本的制造部件犹佣，并在制造產(chǎn)品工裝前驗(yàn)證其設(shè)計(jì)。

“最近幾年绞芽，模子表面加工的質(zhì)量皱辞，模子精度，及模子可用材料都有了很大改進(jìn)筏餐。如今的模子更容易加工成由熔模鑄造提供的裸形狀开泽，” Ben Galmiche，O'Fallon鑄造質(zhì)量工程師說(shuō)道穆律。由于這些改進(jìn)，鑄造件的快速成型對(duì)客戶來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)高附加值的操作导俘，可減少總體工裝成本峦耘，并使產(chǎn)品快速上市旅薄。

質(zhì)量檢測(cè)是鑄造業(yè)務(wù)的一個(gè)關(guān)鍵方面辅髓，而使用基于觸覺(jué)的傳統(tǒng)檢測(cè)方法并不適合于快速原型制造。

Galmiche表示：“過(guò)去少梁，我們沒(méi)有一種有效和高效的方式來(lái)檢測(cè)實(shí)體模型。我們使用一臺(tái)老式的懸臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)凯沪，并使用觸發(fā)探針來(lái)收集尺寸數(shù)據(jù)第焰。這個(gè)過(guò)程很慢，我們正在尋找一個(gè)新的替代方案卫削。”

02 解決方案

為加快快速成型檢測(cè)過(guò)程的轉(zhuǎn)變時(shí)間赌矩，O'Fallon鑄造轉(zhuǎn)向了3D掃描和基于點(diǎn)云的檢測(cè)鹦房。O'Fallon鑄造用Metris XC50掃描頭代替了來(lái)自夯胧幔科斯康的帶全局CMM的舊式CMM悲社，Metris XC50是一款高速，多帶3D激光掃描儀赴笨，用于檢測(cè)部件特征，這些特征提供各個(gè)方向最優(yōu)點(diǎn)分布忆键。

這項(xiàng)投入無(wú)疑是一個(gè)正確的行動(dòng)漱南，很快收回了成本。特別是當(dāng)2008年O'Fallon鑄造接到了來(lái)自波音787夢(mèng)想客機(jī)的任務(wù)憋庙，檢測(cè)一個(gè)完整翼尖燈的外殼。

「在PolyWorks對(duì)齊模型進(jìn)行片體對(duì)齊和減少重疊」

以下是O'Fallon如何成功整合點(diǎn)云分析在其快速原型制造過(guò)程的各個(gè)階段：

·翼尖燈罩模子用SLA和SLS工藝創(chuàng)建于客戶的3D CAD模型硝皂。

·模子通過(guò)視覺(jué)和手動(dòng)檢測(cè)常挚，評(píng)判是否同部件的參考CAD模型一致，對(duì)于收縮而言其比例是否合適奄毡。

·一旦模子通過(guò)了PolyWorks檢測(cè)流程的驗(yàn)證折欠，O'Fallon鑄造就按著快速成型的模子制作陶瓷外殼。

·帶模子的陶瓷殼通過(guò)燒結(jié)工藝吼过，使模子蒸發(fā)，只留下陶瓷模具盗忱。部件用A356鋁澆鑄酱床，人工老化至T6狀態(tài)。

·之后部件再用全局CMM和Metris激光掃描儀測(cè)量趟佃。這一過(guò)程搜集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過(guò)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇olyWorks軟件。

整個(gè)過(guò)程闲昭，O'Fallon鑄造使用3D掃描和PolyWorks不僅檢測(cè)了泡沫模子冕咒，還檢測(cè)了來(lái)自模子的鋁制品∠泄ⅲ“我們導(dǎo)入數(shù)據(jù)至PolyWorks軟件的對(duì)齊模塊?，掃描片體通過(guò)最佳擬合算法自動(dòng)對(duì)齊皆舅，創(chuàng)建了部件的點(diǎn)云模型，” Galmiche先生說(shuō)道蓄士，“至此，我們仔細(xì)研究模型肋漏，判斷是否搜集了足夠的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行點(diǎn)云和客戶CAD模型間精確比較逝惑。若有必要，轉(zhuǎn)換CMM機(jī)上的部件方向茶黄，從另一個(gè)視角采集數(shù)據(jù)巾沟〈薨埽”

采集樣件數(shù)據(jù)的時(shí)候祷安，O'Fallon鑄造用非常慢的速度掃描，確保捕捉到高質(zhì)量的特征細(xì)節(jié)兔乞。在流程中，多余的數(shù)據(jù)被采集庸追』艚荆”我們使用IMAlign減少重疊函數(shù)來(lái)自動(dòng)刪除掃描區(qū)域的多余區(qū)域，并且在這些區(qū)域創(chuàng)建一套單一的能精確自定義化部件尺寸的數(shù)據(jù)點(diǎn)。接下來(lái)簿训，使用PolyWorks的IMMerge?模塊合并對(duì)齊掃描區(qū)域去創(chuàng)建一個(gè)高質(zhì)量精準(zhǔn)詳細(xì)的數(shù)字化的多邊形網(wǎng)格。

「用彩圖分析全局偏差以及用PolyWorks 檢測(cè)模塊計(jì)算厚度米间，間隙强品，3D角度和平面度分析车伞≡穸」

”使用簡(jiǎn)單的檢測(cè)工具，可以快速的看到部件哪些地方超出客戶在CAD上設(shè)的公差了”关读，Galmiche先生說(shuō)：“因?yàn)檐浖撵`活性，我們可以用不同的對(duì)齊方法來(lái)比較模型够戒，這對(duì)很多客戶都是很有幫助的擦斑。”

然后將三角化模型輸入至PolyWorks檢測(cè)模塊用于真正的尺寸檢測(cè)流程驼牵。這個(gè)軟件包使用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)至CAD對(duì)齊技術(shù)，包括帶約束的最佳擬合蛮昭，以及基于特征和參考點(diǎn)的對(duì)齊峰礁。也包含比較和測(cè)量工具用于完整的曲面和斷面偏差分析，特征尺寸和GD&T控制鞠洪，間隙及厚度分析。

對(duì)于該特定項(xiàng)目平敏，O'Fallon鑄造用了五種特定檢測(cè)工具來(lái)驗(yàn)證翼尖燈外殼：

·通過(guò)計(jì)算每個(gè)掃描點(diǎn)云和其相應(yīng)CAD參考間的偏差進(jìn)行全局比較乏唤。顯示的誤差彩圖根據(jù)的是O'Fallon鑄造設(shè)定的公差愤惰。

·為確保光線無(wú)干涉投影苇经，部件間隙通過(guò)比較兩平面間3D距離測(cè)量。

·壁厚抽取是通過(guò)計(jì)算兩片點(diǎn)云之間的3D距離宦言。確保了部件的完整性并驗(yàn)證了部件是否滿足設(shè)計(jì)要求。

·平面度和兩平面間的3D角度（基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)B）使用PolyWorks的GD&T功能計(jì)算蜡励。通過(guò)/失敗結(jié)果是按照設(shè)定的公差提供的令花。

·Galmiche使用PolyWorks的報(bào)告生成功能，用AS9102格式準(zhǔn)備了一份檢測(cè)報(bào)告凉倚∩┏粒“除了數(shù)據(jù)，我們添加了模型比較快照扮碧，客戶能快速看到部件的什么部分超出公差趟章。通過(guò)不同顏色表示不同公差范圍，我們也可以說(shuō)明部件哪些地方少量超差或大量超差蚓土。最后，感謝PolyWorks免費(fèi)的檢測(cè)結(jié)果瀏覽器偿股，我們的客戶可以在他們自己的電腦上3D方式查看他們的檢測(cè)項(xiàng)目澄俘〉搪椋”

03 優(yōu) 勢(shì)

全局CMM酸儿，Metris XC50激光掃描儀和PolyWorks軟件的組合大大減少了O'Fallon鑄造進(jìn)行快速成型的周期〗舾Γ“總而言之，我們非常滿意這一新的基于點(diǎn)云的檢測(cè)方式匀洪，” Galmiche先生說(shuō)道难宋。“對(duì)一個(gè)部件厕扼，我們花大概一天的時(shí)間搜集需要的尺寸數(shù)據(jù)，然后用不到半天的時(shí)間在PolyWorks軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析胚茴。這大概只是過(guò)去流程所花時(shí)間的一半基公。數(shù)據(jù)的可視化也使得客戶能瀏覽檢測(cè)報(bào)告并理解尺寸數(shù)據(jù)分析的含義∷纹郏”

O'Fallon鑄造也用CMM+激光掃描儀+PolyWorks軟件的組合檢測(cè)自己的鑄模和壓縮矯正工具胰伍，確保其符合設(shè)計(jì)齿诞。PolyWorks|Inspector快速精確顯示工裝的哪些部位磨損了或少量超差。

Galmiche先生也看到了這一新檢測(cè)方案的另一潛在應(yīng)用骂租。“我們的一些客戶要求我們檢測(cè)系統(tǒng)中的某個(gè)特定零件來(lái)幫助他們確定是否其周圍環(huán)境渗饮，如熱但汞，導(dǎo)致其故障。用PolyWorks就能快速掃描部件互站，并將真實(shí)部件數(shù)據(jù)同設(shè)計(jì)意圖比較僵缺。這也許預(yù)示了我們新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域〔劝龋”

04 特色產(chǎn)品

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關(guān)于PolyWorks Shanghai (博力加軟件)

PolyWorks Shanghai(博力加軟件)助力各種規(guī)模的制造企業(yè)進(jìn)行 3D 測(cè)量流程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型磕潮，并最大限度地提高其工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)應(yīng)用中的3D測(cè)量數(shù)據(jù)的價(jià)值锋辩。PolyWorks Shanghai中國(guó)總部位于上海暖经，并在長(zhǎng)春、沈陽(yáng)叽燃、天津、西安校惧、重慶葛暇、廣州配置了本地化技術(shù)支持工程師，為中國(guó)的工業(yè)制造商提供PolyWorks智能3D測(cè)量軟件解決方案和技術(shù)服務(wù)拓肉，包括技術(shù)支持、培訓(xùn)瘩朋、測(cè)量流程咨詢和軟件定制等尔减。

PolyWorks Shanghai是InnovMetric集團(tuán)在中國(guó)的全資子公司。InnovMetric是一家總部位于加拿大的跨國(guó)軟件開(kāi)發(fā)公司券亚，擁有550多名員工，致力于讓3D測(cè)量數(shù)據(jù)成為企業(yè)制造流程的核心看峻。

（PolyWorks Shanghai）

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