Какие есть проблемы? | Какие есть решения? | Точность 3D-сканирования | Производительность 3D-сканеров | Простота | Гибкость 3D-решений
В силу ряда причин роль специалистов по контролю качества в последние годы изменилась. Прежде всего, сегодня им приходится проверять все более сложные детали, которые часто отличаются произвольными формами и различными видами отделки. В то же время, эти детали со сложной геометрией и отделкой уже не могут похвастаться тем, что их проверяют в тиши метрологической лаборатории.
Произошедшие за последнее время перемены привели к тому, что контроль качества сместился на уровень производства, и функции контроля качества все чаще возлагаются на операторов производственных линий, которые, как правило, не имеют ни опыта, ни знаний в области метрологии. Более того, когда эти операторы все же приобретают необходимые знания и навыки использования автоматизированного контрольного оборудования, их часто переводят на другую, более высокую должность.
В общем, можно сказать, что сегодня появились более сложные, чем раньше, детали, но эти детали проверяются менее квалифицированным персоналом. Это очень серьезная проблема, которую сегодня необходимо решать профессионалам производства.
Однако это еще далеко не все, с чем метрологам и другим специалистам ОТК приходится иметь дело. Им действительно некогда расслабляться. Поскольку процесс контроля качества теперь осуществляется на производстве, они должны контролировать качество производимых деталей, не оказывая влияния на темпы производства. Возможности контроля должны приводиться в соответствие со скоростью производства. Провести измерение всех необходимых параметров детали – таких, как размер отверстий, положение точек и величина углов – с высокой степенью точности и не влияя на темпы производства, стало практически невозможно. Тем, кто берет на себя смелость это сделать, приходится вступать в конфликт с директором производства, который хочет как можно скорее отправить готовую продукцию потребителям.
Раньше, проводя измерения с помощью координатно-измерительных машин в лабораториях контроля качества, специалисты могли не думать ни об одной из этих проблем.
Как же нам решить это сложное уравнение автоматизированного контроля качества в современных условиях Индустрии 4.0, когда процедуры контроля качества перешли на уровень производства?
Как нам найти баланс между тщательным контролем качества деталей со сложной геометрией и отделкой и проверкой этих деталей менее квалифицированными операторами производственных линий? Существует ли какой-либо способ сохранить высокий уровень контроля качества и в то же время проводить этот контроль достаточно быстро, чтобы не отставать от темпов производства.
Так есть ли выход?
Как оказывается, есть! Это решение позволяет по-прежнему обеспечивать контроль качества на самом современном уровне, не вступая в противоречие с производственным отделом.
Во-первых, следует отметить, что сегодня уже не нужно обеспечивать точность на уровне микрометров. Уменьшая излишне высокую степень точности и тем самым – объем контроля производимых деталей, мы выигрываем в скорости выполнения работ.
Во-вторых, контроль качества проводится персоналом, который имеет навыки использования достаточно простого в освоении и использовании производственного оборудования. Однако инструменты для контроля качества должны обеспечивать проверку деталей со сложной геометрией и отделкой, и потому, даже будучи простыми и удобными в использовании, они должны выполнять подробный анализ на основе большого объема данных.
Именно здесь в игру вступает технология автоматизированного лазерного 3D-сканирования. Она предлагает перечисленные ниже востребованные преимущества, в то же время позволяя избежать тех потенциальных проблем, которые мы хотели бы обойти.
Точность 3D-сканирования
Оптическая технология позволяет получать уровень точности, очень близкий к тому, с которым они привыкли иметь дело при использовании традиционных решений для контактных измерений – таких, как КИМ. Оптические КИМ обеспечивают надежное и точное выполнение измерений, поскольку эта технология позволяет измерять детали непосредственно на производстве без необходимости в строгой настройке. И действительно, оптическая КИМ, включающая в себя оптическое следящее устройство и отражатели, обеспечивает динамическое сравнение с эталоном путем одновременного оптического отслеживания измеряемой детали и измерительного сканера.
Оптические отражатели обеспечивают создание эталонной системы, привязанной к самой детали, что позволяет перемещать объект во время сеансов измерения. Поэтому измерительная система обеспечивает тот же уровень точности, не требуя при этом абсолютной устойчивости к внешним воздействиям и строгой настройки. Это означает, что требуется выполнять меньше операций выравнивания и других манипуляций, что ведет к меньшему накоплению погрешностей и менее строгим требованиям к операторам.
Таким образом, система контроля качества способна обеспечить высокий уровень точности. Однако насколько быстро при этом может выполняться проверка?
Производительность 3D-сканеров
Благодаря увеличению скорости 3D-сканирования теперь можно выполнять больше проверок в час при значительно более высоком уровне производительности. При этом повышается и качество выпускаемой продукции. Проведение большего количества проверок в час позволяет раньше выявлять проблемы, дефекты и отклонения. Также можно заранее определять и планировать необходимые корректировки в производственном процессе.
Итак, мы имеем повышение производительности и качества выпускаемой продукции. А что можно сказать о навыках, необходимых для эксплуатации роботизированных лазерных сканеров, используемых в системах автоматизации производства?
Простота
Поточные проверки на производстве, выполняемые с помощью измерительных 3D-решений, подразумевают комплексное использование аппаратной, программной и кинематической составляющих робота. Это означает, что работать с такой автоматизированной контрольно-измерительной машиной может любой оператор, независимо от уровня его подготовки и опыта. Практически кто угодно может с легкостью освоить такое оборудование. Это просто: нужно лишь импортировать 3D-модель в программное обеспечение контроля качества, определить план проведения проверок и указать, какой геометрический объект необходимо проверить.
В общем, можно сказать, что технология 3D-сканирования упрощает проведение проверок. Но как сказывается на контроле качества сложность деталей?
Гибкость 3D-решений
Современные продукты отличаются более сложной геометрией и отделкой. Чтобы обеспечить контроль поверхностей со сложной отделкой, например, блестящих, матово-черных или разноцветных поверхностей, требуется гибкое решение. В идеале, один измерительный инструмент с регулируемыми настройками лазера можно будет адаптировать к отделке детали. А для того, чтобы справиться с контролем сложной геометрии, например, в случае изделия произвольной формы, необходимо обеспечить сбор большого количества данных. В идеале, одно решение будет обеспечивать возможность сбора большого объема данных за очень короткое время.
Лазерные 3D-сканеры с их улучшенными алгоритмами лазерного детектирования являются как раз таким измерительным инструментом, который может предложить гибкие возможности по измерению самых разных деталей, независимо от их размера, сложности и способа отделки поверхности.
Подводя итог, можно сказать, что проведение измерительного контроля в современных условиях ставит перед инженерами множество сложных проблем. Тем не менее, сегодня есть решения, которые могут облегчить им жизнь, обеспечив необходимый уровень точности, производительности, простоты и гибкости.
Статья опубликована 24.04.2018 , обновлена 14.05.2021
