汽車鈑件部品的質(zhì)量控制 - 利用數(shù)字化的掃描設(shè)備

　　世界知名車廠Volkswagen 與 世界第一的掃描設(shè)備GOM ATOS 一起合作，將這成功的案例分享給大家。

　　　　汽車工業(yè)的質(zhì)量管理與質(zhì)量控制在組織世界各地的供貨商越來越重要脐区，最大的挑戰(zhàn)是不同的供貨商提供不同的部件，一起到組裝生產(chǎn)線時(shí)必須能毫無接縫的被組裝起來她按。這些檢測以往都是使用CMM’s (三次元坐標(biāo)測定儀)牛隅，將成品放置上客制化的治具上面，利用點(diǎn)測得到少量的點(diǎn)數(shù)據(jù)酌泰，利用這些點(diǎn)來產(chǎn)生一份檢測報(bào)告媒佣。

　　當(dāng)我們需要做自由曲面或者是規(guī)則外觀形狀檢測時(shí)，CMM’s 在有限的時(shí)間內(nèi)無法提供高密度的點(diǎn)數(shù)據(jù)篇惧。然而胖移，光學(xué)式掃瞄設(shè)備可以快速得到高密度點(diǎn)云，為了這些應(yīng)用蔫婉，特別的檢測軟件Polyworks因此被開發(fā)出來鞠撑，可以完全利用光學(xué)式掃瞄設(shè)備的各種優(yōu)勢，讓質(zhì)量控制變的彈性并且有效率孕赫。

圖片１：掃描完成的點(diǎn)數(shù)據(jù)　　　　圖片２：三角網(wǎng)絡(luò)化的點(diǎn)資料

　　但是光學(xué)式掃瞄設(shè)備以往定義邊界線與尖角線的3D位置點(diǎn)有很大的困難还幅，邊界線與孔位在檢測工作也是很重要的一環(huán)砌纸，例如：鈑金件的量測工作還是經(jīng)由CMM’s與移動(dòng)式三次元來執(zhí)行。

　　ATOS掃瞄設(shè)備當(dāng)安裝新版本軟件挠氛，”特征線 ”可以利用半自動(dòng)的方式來定義民议，使用這個(gè)新模塊，邊界線與孔位線可以被精確的定義淡榕，并且數(shù)據(jù)包括在3D數(shù)字點(diǎn)云數(shù)據(jù)里面迂腔。藉由這筆數(shù)據(jù)，質(zhì)量控制軟件可以將這些數(shù)據(jù)快速地作幾何形狀的分析允悦，將這些邊界線與孔位線拿來與圖檔作比較膝擂。

　　這個(gè)流程是驗(yàn)證沖壓后的Volkswagen鈑金件，使用ATOS掃瞄設(shè)備與新版軟件隙弛。在ATOS軟件使用新的”特征線”模塊架馋，孔位與邊界線用辦手動(dòng)的方式來定義(圖片3.)。在圖片4全闷，清楚并且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)顯示在同一個(gè)窗口內(nèi)(圖片1.)叉寂，并且與CAD圖檔在同樣的坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)。

圖片3:邊界線的擷取操作总珠，左圖為孔位線屏鳍，右圖為邊界線

圖片4: 擷取完成的邊界線數(shù)據(jù)

　　然后以CAD圖檔作為基準(zhǔn)與被檢測的點(diǎn)資料被一起匯入 INNOVMETRIC所開發(fā)的Polyworks/INSPECTOR來做檢測分析。

　　如果被檢測物是夠堅(jiān)固局服，光學(xué)式掃瞄設(shè)備可以不需要特定的治具來做掃描孕蝉，這會(huì)是一個(gè)快速且彈性的檢測方式，這樣”簡單易用”的掃描將不會(huì)讓被檢測物彎曲來擺放到治具上面腌逢，產(chǎn)生良好的數(shù)據(jù)來了解可能在組裝產(chǎn)生的問題。此外這樣的資料可以讓你利用不同的定位方式驗(yàn)證與它的CAD圖檔造成不同的誤差超埋，讓你分析進(jìn)而了解誤差是因?yàn)槎ㄎ欢斐苫蛘呤潜粰z測物本身所造成的變形缓冷。如果需要，被檢測物可以放置在治具上面來保持它的形狀淑免，如果被檢測物再做一次掃描即倦，獨(dú)立的放置并且不放在治具上，藉由這個(gè)方式我們可以來了解組裝之后所造成的變形誤差暑礼。利用ATOS做這樣的變形分析每天固定在很多汽車公司執(zhí)行疚线，藉由這樣來分析汽車的內(nèi)裝件與外裝件。

　　從CMM’s的”傳統(tǒng)”質(zhì)量報(bào)告被進(jìn)化后硅拆，基于光學(xué)式掃瞄設(shè)備ATOS得到一個(gè)更清楚詳細(xì)的點(diǎn)數(shù)據(jù)背渤，此外，在3D窗口內(nèi)可以看到利用顏色來代表誤差量的多寡更容易的來做判別栗衍，利用這些工具熊骆，產(chǎn)品的Go or No-Go更是一目了然鹿竭，這個(gè)方式可以讓我們實(shí)時(shí)判別有可能造成問題的地方。這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制流程纳倚，生產(chǎn)更好質(zhì)量的產(chǎn)品并且讓生產(chǎn)的費(fèi)用更低胜溢，并且更簡單生產(chǎn)流程中管理質(zhì)量。

　　ATOS掃瞄設(shè)備的數(shù)據(jù)可以為ASCII章母、SURF與STL(三角網(wǎng)格點(diǎn)資料)母蛛。此外，斷面的數(shù)據(jù)可以被運(yùn)算輸出成ASCII乳怎、IGES彩郊、VDA、ISO與STRIM格式舞肆，特征線的數(shù)據(jù)在ATOS軟件可以被輸出成ASCII焦辅、IGES、VDA與PW-feature-line格式椿胯。

　　掃瞄數(shù)據(jù)被匯入到Polyworks使用”SURF”格式與PW-feature line格式筷登。使用這些格式，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)完美整合在軟件內(nèi)哩盲，擬合幾何元素成為”孔”數(shù)據(jù)前方，使用最佳擬合或者是最大與最小的圓孔。此外廉油，靜態(tài)的誤差數(shù)值也被運(yùn)算完成并可見惠险。

　　ATOS掃瞄點(diǎn)數(shù)據(jù)的定位-將ATOS掃瞄設(shè)備的點(diǎn)數(shù)據(jù)，與圖文件最佳擬合定位或者使用RPS基準(zhǔn)點(diǎn)定位紧寺。

　　在汽車工業(yè)使用RPS定位方式非常普遍(利用基本特征或者是特定區(qū)域平面)燎拟，以某一個(gè)孔或者支撐面作為定位基準(zhǔn)(圖片5.)。RPS定位方式與CMM’s訂做專用治具的定位方式是一樣的原理虾脆，將掃瞄好的點(diǎn)數(shù)據(jù)作定位享秒，讓數(shù)據(jù)跟CAD圖文件成為同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)。

圖片5: 從福斯得到的圖文件與掃描數(shù)據(jù)作RPS定位

ATOS掃瞄點(diǎn)數(shù)據(jù)與CAD圖文件比對后的誤差值

　　當(dāng)作好定位的動(dòng)作压伸，所有的點(diǎn)數(shù)據(jù)與圖文件之間的誤差值就被運(yùn)算出來蛆古。此外，您也可以在特定的地方打出誤差比較點(diǎn)鳞乏，知道該地方的實(shí)際誤差數(shù)值舔伴，一個(gè)誤差彩圖現(xiàn)在可以被顯示，因?yàn)榻逵葾TOS得到大量且詳細(xì)的點(diǎn)數(shù)據(jù)绝绊，藉由設(shè)定誤差彩圖的顏色溃柑，我們就可以很快的清楚了解產(chǎn)品是否超出允許公差，在哪個(gè)部位有變形的現(xiàn)象，輕易的就能夠達(dá)成質(zhì)量管理評估摆抑。

　 　　圖片6: 誤差彩圖　　　　　　　　圖片7:特定地方的誤差比較點(diǎn)

  
斷面分析

　　為了更了解產(chǎn)品的誤差转砖，斷面分析可以計(jì)算樣品與CAD圖檔，一樣用顏色來表示誤差量鲸伴。

圖片8:斷面分析

驗(yàn)證邊界線

　　為了驗(yàn)證產(chǎn)品邊界線的準(zhǔn)確性府蔗，從ATOS得到特征線的數(shù)據(jù)拿來與圖文件的邊界線來做比較。這里我們可以立刻得到精確的數(shù)值汞窗，沿著圖檔界線的法線方向與切線方向誤差量(剪邊線與回彈的誤差分析)可以立刻看到姓赤。

圖片9. 邊界回彈分析　　圖片10. 剪邊線分析

輸出檢測結(jié)果的報(bào)告

　　為了能夠讓檢測的過程與結(jié)果文件化，各種的表格與圖片可以輸出成各種不同的報(bào)告格式仲吏，包括：Word不铆、Excel、HTML與PDF格式裹唆，讓其它人可以了解檢測的結(jié)果誓斥。此外，Polyworks可以提供3D的報(bào)告许帐，只要安裝IMViewer軟件劳坑，就可以在自己的計(jì)算機(jī)3D翻轉(zhuǎn)我們的檢測對象，并且可以在軟件內(nèi)打誤差比較點(diǎn)與量測尺寸成畦，讓看其它人更了解生產(chǎn)出來的產(chǎn)品距芬，也便于做溝通的工作。

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