Inspection à grande vitesse et rétro-ingénierie en 2D et 3D

La mesure optique basée sur une table est une méthode rapide, simple et précise pour mesurer et rétroconcevoir des composants en tôle plats et pliés/formés ; joints, joints et joints toriques ; laminages; dessins sur papier, acétate et électroniques; ainsi que d'autres matériaux plats opaques et semi-transparents.

Les éléments de base du système de mesure Planar d'InspecVision Ltd. sont une table rétroéclairée par LED et une caméra jusqu'à 50 mégapixels placée au-dessus. La caméra "voit" les bords d'une ou plusieurs pièces placées au hasard sur la table. En 30 secondes environ, il prend un instantané d'une pièce, qu'il peut soit comparer à un fichier CAO pour inspection, soit le produire sous forme de fichier CAO DXF ou DWG pour la rétro-ingénierie.

Les utilisateurs typiques de ce système incluent les fabricants de tôles utilisant des machines CNC X/Y, laser, plasma, poinçonneuses, de découpe au jet d'eau et de formage qui fournissent une grande variété d'industries telles que l'automobile, l'aérospatiale, l'électronique et les communications.

Contrôle 2D

Joe Wright, directeur général, Exact Metrology (Moline, IL), a décrit un scénario d'inspection typique dans lequel le système serait installé dans une usine à proximité d'un groupe de poinçonneuses. Comme il n'y a pas de pièces mobiles et que les données sont capturées à un taux d'environ 4 mégapixels par seconde, le système n'est pas affecté par les vibrations, a-t-il déclaré. Cela signifie que les presses pourraient continuer à fonctionner pendant l'inspection de la pièce.

L'opérateur de poinçonneuse pouvait télécharger un fichier CAO en le scannant dans la machine à l'aide d'un code à barres. Il n'est pas nécessaire qu'un technicien certifié prenne des mesures une fois que l'ordinateur intégré a été programmé pour les dimensions souhaitées, y compris la taille et l'emplacement des trous, les dimensions linéaires et les rayons.

L'opérateur peut tirer une pièce (ou des pièces) finie(s), la poser sur la table sans aucune fixation et sans souci d'orientation particulière. Le logiciel de contrôle orientera virtuellement la pièce avant de la comparer au fichier CAO. La précision de mesure va de 12 microns pour une petite table (500 mm × 330 mm) à 50 microns pour une grande table (2355 mm × 1570 mm).

Les fonctionnalités importantes incluent :

• Plusieurs pièces identiques peuvent être numérisées simultanément. Si vous placez, par exemple, 10 pièces sur la table et que la pièce 5 dans le coin ne passe pas, l'affichage séparera cette pièce à l'écran.

• Comme les pièces n'ont pas besoin d'être touchées pour être mesurées, la machine peut également être utilisée pour les joints toriques. En essayant de mesurer un joint torique avec un appareil tactile comme une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) ou même des pieds à coulisse, vous courez le risque de déformer la pièce et de produire une erreur.

• Bien que la table soit en verre, les rayures peuvent être calibrées afin qu'elles n'affectent pas les mesures.

• Il générera automatiquement des rapports, y compris des données mesurées et des données nominales et indiquera PASS ou FAIL pour chaque élément.

• Un diagramme d'écart de couleur comparant les données CAO aux données de mesure sera affiché et/ou imprimé.

• Les écarts peuvent être projetés sur la pièce elle-même, en utilisant la réalité augmentée.

• Il produira des données SPC pour analyse.

Rétro-ingénierie 2D

L'ingénierie inverse se divise en deux catégories. La première implique l'imagerie d'une pièce déjà fabriquée et la seconde consiste à convertir un fichier d'image papier, acétate ou électronique en un fichier CAO.

"Je suis dans le Midwest et j'ai des ateliers qui exécutent des processus de poinçonnage ou font de la découpe au laser. Un agriculteur pourrait entrer et dire :« Hé, j'ai ce morceau qui s'est cassé. Asseyez-vous sur la table et coupez-m'en une nouvelle. » Mon client final utiliserait la table pour obtenir les données nécessaires pour contrôler sa coupe. Par rapport à la vieille école où vous saisissez des rubans à mesurer et des étriers, vous commencez à dessiner cette chose, puis vous devez créer un CAO pour l'obtenir. Cela sautera toute cette étape », a déclaré Wright.

Pour générer un dessin pour un fabricant, une pièce peut être placée sur la table et un fichier image sera prêt dans les 30 secondes. Le logiciel permet ensuite à l'utilisateur de modifier et de nettoyer les données, par exemple en normalisant la taille des trous, en nettoyant les bords et en supprimant les bavures.

J'ai demandé à Wright quel genre de tolérances un fabricant pouvait atteindre. Il a dit que le mieux que vous puissiez attendre est les 12 à 50 microns du système lui-même. Ensuite, pour déterminer les tolérances nécessaires à la fabrication d'une pièce, vous pouvez superposer plusieurs pièces pour voir la variabilité dimensionnelle des échantillons typiques. Si vous aviez, disons, une étude de 30 pièces de la pièce que vous essayez de désosser, vous pourriez superposer ces 30 pièces et obtenir un écart de processus pour vous aider à spécifier vos tolérances.

Du dessin au fichier CAO

Si vous avez un dessin à l'échelle sur papier ou sur acétate, vous pouvez également le placer sur la table et l'imager pour produire un fichier CAO. Il peut même être utilisé pour créer des fichiers pour reproduire des graphiques, peut-être un logo. Vous posez le dessin sur la table rétro-éclairée. Si la lumière peut être vue à travers et que le dessin est imprimé en noir sur du papier blanc, l'impression peut être captée sous forme de bords. Cependant, le dessin doit être évolutif - soit un pour un, soit un rapport fixe - il ne peut pas s'agir simplement d'une image dessinée à la main d'une pièce. Une fois numérisé, le dessin sera importé dans un format de fichier DXF.

Contrôle 2.5D

Les produits de poinçonnage typiques peuvent inclure des caractéristiques telles que des persiennes ou de petits coudes. Le projecteur SurfScan supplémentaire projette une lumière structurée sur la pièce en cours d'imagerie. Il s'intègre au logiciel du système pour permettre une inspection précise de la forme 2D et de ses caractéristiques "2,5D" en un seul clic.

Inspection 3D

Le système d'inspection Opti-Scan peut mesurer les surfaces et les bords en 3D. Ce système de balayage à lumière blanche structurée sans contact utilise une caméra haute vitesse et haute résolution et un projecteur LED DLP pour balayer les surfaces d'un objet.

Des motifs de lumière sont diffusés du projecteur sur la pièce pour produire un motif de franges. Les données de franges sont enregistrées par la caméra et utilisées pour créer soit un nuage de points 3D, soit un maillage polygonal de la surface scannée. Les données d'imagerie traitées peuvent être envoyées vers plusieurs types de fichiers différents pour être utilisées dans pratiquement n'importe quel progiciel d'inspection 3D ou de rétro-ingénierie.

Avec l'imagerie 2D, une prise de vue capture l'image complète. Avec la 3D, l'imagerie est toujours en ligne de mire, vous devez donc utiliser une table à trois axes qui peut faire pivoter et incliner l'objet pour obtenir des données sous tous les angles. Les données sont ensuite assemblées pour obtenir l'image 3D complète.

Opti-Scan 3D peut être ajouté aux systèmes Planar existants, transformant Planar en un système de mesure 2D et 3D complet.

Les fonctionnalités importantes incluent :

• Inspection automatisée en un seul clic.

• Technologie de balayage à lumière blanche.

• Mesures de surface et de bord en 3D.

• Mappage de texture - peut créer un nuage de points mappé entièrement texturé en couleur.

• Analyse les objets à un rythme d'environ 250 000 mesures par seconde.

Résumer

Le système Planar est conçu pour des mesures rapides, précises et robustes de pièces en tôle fabriquées. Il est bien adapté pour une inspection rapide et précise du premier article, des rapports de qualité et de la rétro-ingénierie. Le système est idéal pour une utilisation en atelier — il n'est pas affecté par les vibrations causées par les machines à proximité; il nécessite une intervention minimale de l'opérateur ; et en raison de sa vitesse et de sa précision, il peut augmenter le débit de production dans une large gamme d'applications.

Cet article a été rédigé par Ed Brown, rédacteur en chef adjoint de Photonics &Imaging Technology. Pour plus d'informations, visitez ici .