Amélioration de la numérisation 3D

ARIS Technology affirme qu'elle améliore la numérisation 3D

Alors que la numérisation 3D a déjà été adoptée par de nombreux fabricants de pièces automobiles, les cas d'utilisation dans le contrôle de la qualité (CQ) ont été limités. Cela est principalement dû aux limitations suivantes :

1. La numérisation 3D a été manuelle.

2. Les systèmes de numérisation 3D automatisés "soi-disant" existants ont tendance à être improductifs.

3. La numérisation 3D a tenté d'être une solution tout-en-un, alors qu'il existe encore des raisons d'utiliser des dispositifs de contact (MMT) pour certains types de mesure.

Surmonter la numérisation 3D manuelle

Généralement, lorsqu'un fabricant achète un scanner 3D autonome, il doit poursuivre avec des achats complémentaires de logiciels de traitement d'images 3D tels que Geomagic ou Polyworks, une table tournante à deux axes, un trépied de scanner 3D ou autres. Après de tels achats, un ouvrier devait être formé sur :

–Comment faire fonctionner un scanner 3D (par exemple, allumer/éteindre, modifier les paramètres, etc.).

–Comment prendre les bonnes numérisations à partir des bons angles et des bonnes distances pour une pièce spécifique à numériser.

–Comment tenir compte des caractéristiques de surface d'un objet (par exemple, définir la bonne exposition en fonction de la réflectivité de la surface).

–Comment combiner plusieurs numérisations dans un seul fichier et traiter les données numérisées.

–Comment effectuer des techniques de traitement d'image pour compléter la comparaison des données numérisées avec la CAO.

–Autres procédures telles que l'étalonnage du scanner, la maîtrise de l'appareil, etc.

Cela signifiait qu'il y aurait toujours une nouvelle courbe d'apprentissage pour la main-d'œuvre qualifiée pour un nouveau projet. Tout d'abord, pour une nouvelle inspection de pièce, le travailleur doit apprendre à numériser cette pièce spécifique. Deuxièmement, si l'entreprise reproduit un ancien modèle, le travailleur doit soit revoir l'ancien projet pour se rappeler, soit réapprendre à numériser la pièce à partir de zéro. Même s'il y a eu des améliorations progressives dans le logiciel prêt à l'emploi pour augmenter la productivité des travailleurs, il n'existe toujours pas de solution qui supprime fondamentalement cette courbe d'apprentissage abrupte.

Le système collaboratif ARIS, soutenu par l'expérience utilisateur simple (UX) du logiciel ARIS, permet une configuration facile d'une nouvelle pièce.

Pourquoi les systèmes ARIS sont-ils meilleurs ?

De nombreuses entreprises ont introduit des solutions pour améliorer l'intensité de travail de la numérisation 3D en utilisant l'automatisation robotique. Cependant, les solutions actuellement disponibles présentent les limitations suivantes :

–La plupart des solutions existantes sont fournies par le matériel de scanner 3D OEM, vous enfermant dans une marque ou un type spécifique de scanner 3D. À titre d'exemple, il existe une solution d'automatisation de numérisation 3D populaire, qui est développée et promue par un fabricant de scanners 3D. Les scanners 3D utilisés dans cette solution (1) sont à lumière bleue structurée ce qui n'est pas idéal pour les surfaces plus brillantes obligeant les utilisateurs à pulvériser la pièce; (2) avoir une longue distance entre les yeux limitant sa capacité à scanner des trous plus étroits ; et (3) nécessitent souvent de mettre des marqueurs sur la pièce, ce qui rend ironiquement l'automatisation très manuelle.

–La plupart des solutions existantes ne sont pas conçues pour être flexibles. En d'autres termes, le système peut devenir obsolète dès que l'utilisateur doit réaffecter le système à une nouvelle ligne de production. Lorsqu'un fabricant décide de réutiliser le système de numérisation 3D automatisé pour une application différente, il peut nécessiter un remplacement du scanner 3D, du robot et/ou du logiciel de traitement d'image. Un tel échange nécessite généralement une intégration, un recyclage et un recalibrage de systèmes totalement nouveaux.

–ARIS résout ces limitations en utilisant ses produits logiciels propriétaires.

–Plate-forme d'intégration modulaire :ARIS recommande tous les capteurs et robots optimaux éprouvés sur le marché, puis procède à l'intégration et à la mise en œuvre.

–Logiciel d'automatisation (exécution) :ARIS fournit un logiciel permettant aux travailleurs peu formés d'exécuter des inspections programmées de manière répétée.

–Logiciel de configuration :ARIS fournit un logiciel qui permet une configuration facile de nouveaux programmes et des analyses post-scan à mesure que les besoins des fabricants évoluent.

Comment les systèmes ARIS peuvent-ils compléter les MMT ?

La numérisation 3D peut collecter des millions de données de mesure en quelques secondes et a donc une haute résolution et un temps de cycle rapide. Cependant, il n'est pas aussi performant que les MMT pour mesurer les surfaces transparentes/translucides, brillantes ou les détails internes. Pour cette raison, même pour mesurer toutes les annotations requises (points d'intérêt) pour une pièce spécifique, il peut être préférable d'utiliser à la fois la CMM et la numérisation 3D.

Reconnaissant cela, les équipementiers CMM ont monté des scanners 3D sur le bras CMM, bien qu'il s'agisse d'un processus très lent et improductif. D'un autre côté, passer par la complexité d'avoir un robot industriel dans un laboratoire d'inspection ne semble pas si optimal.

ARIS surmonte ce problème en intégrant des robots collaboratifs avec un balayage laser multiligne rapide. Un tel système a une précision légèrement inférieure par rapport aux systèmes ARIS avec des scanners de zone 3D (par exemple, la lumière bleue structurée), tout en maximisant la vitesse et la productivité, et surpasse également les autres types de numérisation 3D pour les surfaces réfléchissantes.

De plus, il peut numériser des pièces plus grandes de manière beaucoup plus efficace sans perdre en précision, car vous pouvez utiliser des mécanismes de suivi externes pour assembler des images en direct pendant que le robot est en mouvement (capturant les données).

Enfin, en utilisant des robots collaboratifs, ce système peut être déployé dans des zones avec des processus humains existants et peut donc être installé juste à côté d'une CMM complétant les mesures CMM en temps réel.

Étude de cas réelle pour le système de précision

Un rapport d'inspection complet est généré pour une pièce moulée sous pression à l'aide d'un système de référence ARIS, avec une série d'annotations nécessaires pour garantir la qualité. Ensuite, une étude Gage R&R est réalisée sur les mesures, où la précision (répétabilité et reproductibilité) est testée et comparée aux normes industrielles bien acceptées.

Ce test de précision vise à déterminer si les systèmes de numérisation 3D automatisés peuvent être déployés en production, plutôt qu'en laboratoire, à la fois pour la FAI (inspection du premier article) et l'inspection en production, ce qui permet de réaliser d'importantes économies.

Le choix des scanners 3D est généralement plus important que celui du bras robotique, car des tolérances, des finitions de surface et des tailles de pièces variables peuvent nécessiter des dispositifs de précision optique et/ou de champ de vision différents. Habituellement, les appareils à champ de vision plus précis et plus grands sont plus chers; et c'est en raison de ce facteur de prix que la possibilité de brancher et de jouer divers types de scanners 3D offerts par le logiciel d'intégration ARIS est importante pour atteindre la précision et le temps de cycle requis dans le cadre du budget alloué. Par exemple, il existe des scanners 3D dont la précision est de ±2,5 μm, mais ceux-ci coûteraient facilement plus de 100 000 $.

Une fois le scanner et le robot placés et câblés, une configuration initiale de calibrage des positions relatives du scanner 3D et du robot est effectuée. Ceci est géré par le logiciel d'automatisation ARIS, dans lequel l'opérateur, en un seul clic, peut effectuer automatiquement l'étalonnage nécessaire. Dans certains cas, le scanner 3D doit également être calibré aussi fréquemment que quotidiennement (en particulier avec les changements de température) et cela est à nouveau géré automatiquement via le logiciel d'automatisation d'ARIS avec une intervention humaine minimale. Pour le système de référence utilisé, le processus d'étalonnage initial a pris moins de 15 minutes de temps d'opérateur manuel.

Le résultat montre que même dans un environnement de production, avec un investissement minimal, la solution est capable de fournir une précision similaire aux MMT. Il a montré une précision légèrement inférieure à celle des MMT en laboratoire, mais s'est avéré supérieur aux MMT portables. D'autant plus que de nombreuses MMT de haute précision en laboratoire nécessitent des contrôles tels qu'un sol en béton et une pièce à température/vibration contrôlée, les scanners 3D étant moins sensibles à de telles externalités se manifestent dans la flexibilité et l'efficacité d'une solution robotique automatisée de contrôle de la qualité de numérisation 3D. peut offrir.

Le système ARIS peut fonctionner avec l'infrastructure existante des constructeurs automobiles et fournir un fort retour sur investissement (ROI). Un tel retour sur investissement peut être obtenu sans avoir à remplacer les processus CMM existants en utilisant les systèmes collaboratifs ARIS.

Édité par l'éditeur de l'Annuaire Bill Koenig à partir d'informations fournies par ARIS Technology.