專業(yè)的人員、硬件和軟件相結(jié)合, 方能確保出眾的質(zhì)量,那么如何讓三維掃描客戶的檢測需求?
質(zhì)量和可靠性比以往任何時候都要重要。在當(dāng)今競爭激烈的環(huán)境中,公司在產(chǎn)品質(zhì)量方面不容落后。而在采用新工具和技術(shù)時,管理也不能落后,才能確保各方面質(zhì)量出眾。
在過去的 20 多年間,三維掃描已成為許多制造商進(jìn)行各種測量和檢測的重要工具。它是一種有效的計量技術(shù),其精度、可靠性、速度和易用性是值得信賴的。它采用無接觸計量方式,具有的靈活性,因此成為不同領(lǐng)域中各種零部件的理想測量方式。
有效的三維掃描方法需要將專業(yè)的人員與正確的硬件和軟件匹配起來,從而較好地滿足貴公司的測量需求。
本電子書有助于確定 三維掃描是否符合您的檢測需求, 如果符合,那么將該技術(shù)應(yīng)用到自己業(yè)務(wù)中的較佳方式是什么?
您真正需要三維掃描的跡象
三維掃描正在成為許多公司質(zhì)量控制策略的重要組成部分。如果您尚未開始利用這種快速的非接觸式測量技術(shù),此處的這些關(guān)鍵性警示跡象就表明是時候深入了解三維掃描的世界了。
?需要測量復(fù)雜零部件
三維掃描以數(shù)百萬個點來測試每一個表面,這讓測量極其復(fù)雜的形狀變得更簡單。
?需要測量軟質(zhì)零部件
軟質(zhì)零部件接觸時容易偏斜或變形。使用三維掃描儀,則只有光子會與零部件接觸。
?測量零部件耗費太多的時間
與接觸式的測量技術(shù)相比,三維掃描采集測量值的速度極快。
?需要重新測量還未獲得的零部件
使用三維掃描技術(shù)時,您可以創(chuàng)建一個可以隨時重新測量的數(shù)字記錄。
?不確定某些零部件 為何測量失敗
由于三維掃描會測量零部件的整體表面,因此更不容易遺漏基準(zhǔn)零部件上的意外偏差。
?覺得自己可能會破壞極其 優(yōu)異的零部件
您想過不再產(chǎn)生不必要的零部件報廢嗎?使用三維掃描儀,您可以更完整地查看零部件,從而做出更明智的決策。
?需要在更多地方測量事物
有時,攜帶測量工具來測量零部件往往比反其道進(jìn)行測量更高效。掃描儀和軟件更易于在現(xiàn)場使用。
三維掃描儀布局:高級概述
三維掃描儀的選擇范圍豐富,每一種類型都有其*的利弊。我們編寫了一份通用指南,本指南中比較了各種掃描儀,闡述各自的優(yōu)勢和弊端。
市面上的所有三維掃描儀之間都有或大或小的區(qū)別和差異,因此,步就是考慮哪種類型的三維掃描儀更適合您。接下來,則可以整理一份簡潔的掃描儀清單進(jìn)行評估。這方面,我們能助您一臂之力。
結(jié)構(gòu)光掃描儀
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀將一系列的線性陣列投影至對象上,然后使用傳感器來識別陣列中的變形,從而表明距傳感器的每個像素距離。此類系統(tǒng)經(jīng)常區(qū)分于其光源, 通常采用白光或LED藍(lán)光。
中長距離掃描儀
適用于掃描更大型的對象,如重型設(shè)備、飛機(jī)、輪船、建筑物或工廠車間, 主要有兩種可用技術(shù):脈沖式和相位式激光掃描儀。這些掃描儀的精度通常大于1毫米,而本指南中的所有其他類型的掃描儀都能達(dá)到1毫米以下精度。
掃描只是成功的一半
要想獲得可靠的測量,一臺好的三維掃描儀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。您還需要合適的軟件。選擇 三維掃描儀很重要,但是沒有軟件利用點云數(shù)據(jù)的高效運作,無法向您提供所需信息,那么掃描儀將沒有任何用處。有三類針對三維掃描儀用戶而推出的軟件:
您為何需要掃描檢測軟件?
1.發(fā)揮三維掃描儀的較大效率
收集數(shù)量龐大的測量數(shù)據(jù)變得越來越簡單?,F(xiàn)代三維掃描儀每秒可收集 50萬甚至 1 百萬個點數(shù)據(jù),因此,可以超凡的分辨率和保真度來測量零部件的幾何形狀??煽康乩盟行畔⑿枰柚线m的掃描軟件。
大部分三維測量軟件通常不是專為處理三維掃描數(shù)據(jù)而開發(fā)的。為了處理固定或便攜式關(guān)節(jié)臂激光掃描儀或激光跟蹤儀的數(shù)據(jù)而開發(fā)的軟件經(jīng)過優(yōu)化,可用于已知為獨立準(zhǔn)確的離散型測量。使用三維掃描數(shù)據(jù)的原因各有不同。開發(fā)非掃描軟件的公司已經(jīng)盡了努力,盡量使用未經(jīng)過優(yōu)化的軟件架構(gòu)來處理掃描數(shù)據(jù),但實際情況是,這些軟件都沒有特別出眾的優(yōu)點。為了充分利用三維掃描的潛能,還需確保您選擇使用三維掃描檢測軟件,從而保證每個使用人員都能自信可靠地進(jìn)行測量。
2.提高測量精度
關(guān)于三維掃描的誤解之一就是它本質(zhì)上不如接觸測量準(zhǔn)確。在其他所有條件相同的情況下,單次接觸測量可能會產(chǎn)生較少隨機(jī)錯誤,因此它比單次無接觸測量更精準(zhǔn)。但是,通過正確的雜點濾除、體外孤點刪除和幾何形狀擬合算法,多次無接觸測量能對零部件特征的定向、形狀和尺寸實現(xiàn)同樣甚至更精準(zhǔn)的測量結(jié)果。選擇具有這些掃描特定算法的三維掃描軟件 —— 而非一般的標(biāo)準(zhǔn)三坐標(biāo)測量機(jī)測量和擬合算法,它們能擴(kuò)展來處理大量數(shù)據(jù),但無法正確表現(xiàn)掃描數(shù)據(jù)。此外,選擇的軟件較好能為每次掃描確定較佳設(shè)置, 并且不需要用戶成為專家就能獲得可靠的測量結(jié)果。
3.輕松打開和處理大量數(shù)據(jù)集
常見的三維掃描包含了數(shù)千萬個點數(shù)據(jù)時,軟件能否打開并處理如此龐大的數(shù)據(jù)集成為了一項挑戰(zhàn)。使用掃描軟件則意味著可能只需 3 分鐘就能完成對掃描零部件的一次檢測,可能花費 10 分鐘完成掃描,或可能無法普通地處理大型掃描文件。這也是每小時檢測 18 個零部件、每小時檢測 6 個零部件,或*局限于采樣較多的掃描數(shù)據(jù)之間的差別。當(dāng)您依靠三維掃描來推進(jìn)業(yè)務(wù)時,這就不僅是小小的不便了 —— 您沒有專業(yè)的軟件時,這些不便就會帶來嚴(yán)重的生產(chǎn)力損失。
4.在 3D CAD 模型上顯示偏差色彩圖
想象一下,在漆黑的房間內(nèi)尋找鑰匙的場景。您更愿意使用手電筒一次照亮房間內(nèi)的一個小區(qū)域,還是愿意打開燈具開關(guān),*照亮整個房間呢?這也是對零部件進(jìn)行小范圍測量和將您掃描的零部件與基準(zhǔn) 3D 模型相比,呈現(xiàn)為完整的偏差色彩圖以供查看這兩種方式之間的區(qū)別。
在零部件的測量結(jié)果上顯示色彩圖十分有幫助。它有助于應(yīng)對尺寸產(chǎn)生的問題。許多 3D 測量軟件都會在導(dǎo)入的 CAD 模型上顯示基本色彩圖。但是,這樣幾乎無法觸及可以使用三維掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的分析表面。選擇可以進(jìn)行高級偏差分析的軟件,例如3D 尺寸、2D 橫截面、邊界比較、沿曲線截面比較、輪廓投影比較和虛擬邊比較。
5.將原版零件用以比較和分析
沒有可以用來與掃描零部件對比的 3D CAD 模型?沒關(guān)系。優(yōu)質(zhì)的三維掃描軟件也可以讓您根據(jù)原版零部件的三維掃描創(chuàng)建空白的基準(zhǔn)參考模型 —— 根據(jù)完美或近乎完美的零部件創(chuàng)建 – 可使用任何其他零部件與之對比。*的軟件還能為掃描的基準(zhǔn)進(jìn)行自動定義特征,讓基準(zhǔn)就像完整的 CAD 模型。
6.測量特征和GD&T
大部分人認(rèn)為,使用三坐標(biāo)測量機(jī)等接觸式測量系統(tǒng)來測量基礎(chǔ)幾何形狀特征。需要測量的特征數(shù)量有*,這可能是正確的。對于具有幾十個或上百個單*征的復(fù)雜零部件,對其掃描,然后使用軟件來識別并測量這些特征始終是更快的方式。
選擇能在三維掃描中自動識別特征,能智能過濾數(shù)據(jù)的軟件,以刪除雜點并可靠準(zhǔn)確地進(jìn)行測量。能加快檢測速度,還能實現(xiàn)對掃描零部件的 GD&T(幾何尺寸和公差)測量。
7.創(chuàng)建數(shù)字歸檔,以供將來使用
每個三維掃描的零部件都會生成數(shù)字記錄,保存以供將來使用。好的三維掃描軟件會保存掃描數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)模型和對齊,并且每一次對該零部件進(jìn)行的測量都會保存在同一個有效文件中,不會占用不必要的存儲空間。這樣,就能十分便捷地回顧掃描過的零部件,可隨時查看數(shù)據(jù)的操縱方式,查看已經(jīng)完成的測量,進(jìn)行其他測量。方便快捷地使用這些記錄,再也不用后悔沒有測量更多零部件了。
此外,*的檢測軟件可以學(xué)習(xí)您的檢測流程,實現(xiàn)以后每一個掃描零部件的全自動化檢測。
檢測和逆向工程的結(jié)合
更新 CAD 模型反映實際情況
希望更新 CAD 模型來確保其反映零部件的“已建”狀況的原因有很多。例如,鑄造或粗加工的零部件由于溫度和其他材料應(yīng)力,可能會出現(xiàn)與預(yù)期形狀有偏差的情況。為了進(jìn)行更高效的精加工或其他處理操作,使用能反映實際情況的精準(zhǔn)模型,而不使用未修改的初始 CAD 模型。
更改 CAD 模型補(bǔ)償加工過程引起的偏差
甚至可以進(jìn)一步,僅更新 CAD 模型來反映現(xiàn)實情況。您可以實際糾正零部件變形,例如,注塑模具過程中或金屬沖壓回彈等過程中產(chǎn)生的變形。幾乎任何類型的形狀方面變形都能在三維掃描零部件后進(jìn)行補(bǔ)償??捎行У?ldquo;修正補(bǔ)償”并修改 CAD 形狀,以便形狀發(fā)生時,能使零部件具有所需的幾何形狀。
三維掃描可以利用逆向工程的優(yōu)勢來應(yīng)對此類問題。投資于三維掃描儀,您就不僅能測量零部件,還能輕松更新或重新創(chuàng)建 CAD 模型。選擇將檢測與逆向工程和設(shè)計功能相結(jié)合的掃描軟件,利用此創(chuàng)新方法來解決問題。
曾經(jīng),設(shè)計、工程和質(zhì)量都是相獨立的部門,很少進(jìn)行合作。所幸,那個時代已經(jīng)過去了。質(zhì)量是每個人的責(zé)任,并且制造零部件出現(xiàn)問題時,零部件的反饋循環(huán)需要一直回到設(shè)計環(huán)節(jié),這十分重要?,F(xiàn)在,這意味著需要確保該零部件的 3D CAD 模型進(jìn)行更新以符合零部件制造時的實際情況(如果零部件在性能范圍內(nèi))或進(jìn)行更新以補(bǔ)償過程引起的制造偏差。
實現(xiàn)投資回報率較大化
確保對三維掃描的投資發(fā)揮較大價值至關(guān)重要。我們整理了簡單的建議完成事項和建議避免事項清單,幫助您較大程度提高投資回報率。
建議完成事項清單
換角度思考
我們見過許多公司購入了三維掃描儀時嘗試?yán)^續(xù)使用自己當(dāng)前的測量流程。但是,這并不是將 三維掃描添加到測量工具的意義所在。3D 掃描不同于其他任何測量技術(shù)。發(fā)揮創(chuàng)造力,并將其用于解決更多問題。利用這項技術(shù)的優(yōu)勢并避免依賴其弱點。
讓更多的人可以在更多的地方 測量更多的物品
三維掃描的另一個的優(yōu)點之一,就是其硬件和軟件通常都易于使用并且便攜。較成功的公司攜帶掃描儀對需要的零部件進(jìn)行測量,并向設(shè)計、工程、制造和企業(yè)中其他部門的人員開放掃描和軟件使用。憑借這樣的靈活性和深厚的問題解決潛力,三維掃描能推動整個業(yè)務(wù)的價值。
分別評估硬件和軟件,擇優(yōu)而選
選擇三維掃描技術(shù)時,您的面前有許多不錯的選擇。您溝通的許多供應(yīng)商都會*各種不同的硬件和軟件捆綁套裝。這很便捷,但務(wù)必確保以同樣的深度研究并評估硬件/軟件方程。當(dāng)您堅持選擇好的掃描儀并單獨選擇符合您特定要求的較佳軟件,那么就能獲得可滿足您需求的系統(tǒng)。一臺的三維掃描儀可能會被表現(xiàn)平平的捆綁軟件壓下風(fēng)頭,反之亦然。
建議避免事項列表
將掃描儀視為靈丹妙藥
三維掃描確實是一種非常*的技術(shù),可以出色完成各種工作。但是,它并不是現(xiàn)有大部分測量設(shè)備的替代品。如果指望三維掃描儀能很好地滿足您對所有零部件的所有需求,那么您可能會失望。如上文所述,不妨從不同的角度思考三維掃描儀。利用這項技術(shù)快速、便攜、全面性和易用性等特點。
假設(shè)您現(xiàn)有的計量軟件將與掃描儀配合使用。
您可能已經(jīng)擁有了三維測量軟件,可以與三坐標(biāo)測量機(jī)或其他工具配合使用。不要因為軟件的功能列表中有復(fù)選框?qū)懼?ldquo;支持三維掃描儀”,就以為這個軟件能按照需要的方式來實際使用三維掃描儀。我們已經(jīng)見證過許多公司難以從自己的三維掃描儀中獲得價值,因為他們使用的軟件不*是專為處理掃描數(shù)據(jù)而設(shè)計的。
將軟件視為事后的思考
幾乎所有人在開始探索三維掃描系統(tǒng)時,他們基本上都只聚焦硬件。雖然掃描儀的確很重要,但是使用合適的軟件也同樣,有過之而無不及。如同上文所討論,收集數(shù)量龐大的掃描數(shù)量變得越來越簡單。除非經(jīng)專門研習(xí),探究您的軟件選項并選擇適合自己的,否則,探明如何好地利用該數(shù)據(jù)可能會成為一項挑戰(zhàn)。
為什么選擇 3D Systems
30 多年來,3D Systems 致力于將靈感轉(zhuǎn)化為實踐創(chuàng)新,提供專業(yè)知識與數(shù)字化制造流程,為客戶解決業(yè)務(wù)、設(shè)計和工程等各方面的需求。超過 2500 位 3D Systems 成員,以及合作伙伴的上千位工作人員,致力于使用制造創(chuàng)新來幫助您進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。
世界的三維掃描軟件平臺
3D Systems Geomagic軟件利用*技術(shù)釋放三維掃描的潛力,該技術(shù)可處理當(dāng)今非接觸掃描儀生成的海量數(shù)據(jù)集。從基于掃描的設(shè)計和逆向工程到質(zhì)量控制,Geomagic軟件是各種三維掃描系統(tǒng)的重要組成部分。
利用 Geomagic Control X,確保每一處細(xì)節(jié)的質(zhì)量
Control X 是現(xiàn)代化的檢測軟件,它以 20 多年充分利用三維掃描數(shù)據(jù)的創(chuàng)新技術(shù)為基礎(chǔ)。
Geomagic Control X 可輕松實現(xiàn)從三維掃描儀中獲取所需的檢測結(jié)果,使得您組織中的更多人可以:
?更快速地測量
?更全面地測量
?更頻繁地測量
?隨時隨地測量