Inspeção de alta velocidade e engenharia reversa em 2D e 3D

A medição óptica baseada em mesa é um método rápido, simples e preciso para medição e engenharia reversa de componentes de chapas metálicas planas e dobradas/formadas; juntas, vedações e O-rings; laminações; desenhos em papel, acetato e eletrônicos; bem como outros materiais planos opacos e semitransparentes.

Os elementos básicos do sistema de medição Planar da InspecVision Ltd. são uma mesa retroiluminada por LED e uma câmera de até 50 megapixels por cima. A câmera “vê” as bordas de uma ou mais peças colocadas aleatoriamente na mesa. Em cerca de 30 segundos, ele tira um instantâneo de uma peça, que pode ser comparado a um arquivo CAD para inspeção ou gerado como um arquivo CAD DXF ou DWG para engenharia reversa.

Os usuários típicos deste sistema incluem fabricantes de chapas metálicas usando CNC X/Y, laser, plasma, punção, corte a jato de água e máquinas formadoras que abastecem uma ampla variedade de indústrias, como automotiva, aeroespacial, eletrônica e comunicações.

Inspeção 2D

Joe Wright, gerente geral da Exact Metrology (Moline, IL), descreveu um cenário típico de inspeção em que o sistema seria instalado em um chão de fábrica próximo a um grupo de puncionadeiras. Como não há partes móveis e os dados são capturados a uma taxa de cerca de 4 megapixels por segundo, o sistema não é afetado pela vibração, disse ele. Isso significa que as prensas podem continuar funcionando enquanto a peça está sendo inspecionada.

O operador da puncionadeira pode carregar um arquivo CAD digitalizando-o na máquina usando um código de barras. Não há necessidade de um técnico certificado para fazer medições uma vez que o computador integrado foi programado para as dimensões desejadas, incluindo tamanhos e locais de furos, dimensões lineares e raios.

O operador pode puxar uma peça (ou peças) acabada, colocá-la sobre a mesa sem qualquer fixação e sem levar em conta qualquer orientação particular. O software de controle orientará virtualmente a peça antes de compará-la com o arquivo CAD. A precisão da medição varia de 12 mícrons para uma mesa pequena (500 mm × 330 mm) a 50 mícrons para uma mesa grande (2355 mm × 1570 mm).

Recursos importantes incluem:

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  Várias peças idênticas podem ser digitalizadas simultaneamente. Se você colocar, por exemplo, 10 peças na mesa, e a peça 5 no canto não passar, o display irá segregar essa peça na tela.
  
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  Como as peças não precisam ser tocadas para serem medidas, a máquina também pode ser usada para anéis de vedação. Tentando medir um O-ring com um dispositivo tátil como uma máquina de medição por coordenadas (CMM) ou mesmo paquímetros, você corre o risco de distorcer a peça e produzir um erro.
  
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  Embora a mesa seja feita de vidro, os riscos podem ser calibrados para que não afetem as medições.
  
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  Gerará relatórios automaticamente, incluindo dados medidos e dados nominais e indicará PASSA ou FALHA para cada item.
  
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  Um diagrama de desvio de cor comparando os dados CAD com os dados de medição será exibido e/ou impresso.
  
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  Os desvios podem ser projetados na própria peça, usando realidade aumentada.
  
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  Ele produzirá dados SPC para análise.
  

Engenharia Reversa 2D

A engenharia reversa se divide em duas categorias. A primeira envolve a imagem de uma peça já fabricada e a segunda é a conversão de um arquivo de papel, acetato ou imagem eletrônica em um arquivo CAD.

“Estou no Centro-Oeste e tenho lojas que executam processos de puncionamento ou corte a laser. Um agricultor pode entrar e dizer:‘Ei, eu peguei essa peça que quebrou. Sente-o na mesa e corte-me um novo.” Meu cliente final usaria a mesa para obter os dados para controlar seu corte. Contra a velha escola onde você está pegando fita métrica e paquímetro, você começa a desenhar essa coisa e então você tem que criar um CAD para obtê-lo. Isso pulará toda essa etapa”, disse Wright.

Para gerar um desenho para um fabricante, uma peça pode ser colocada na mesa e um arquivo de imagem estará pronto em 30 segundos. O software permite que o usuário edite e limpe os dados, por exemplo, padronizando os tamanhos dos furos, limpando as arestas e removendo rebarbas.

Perguntei a Wright que tipo de tolerância um fabricante poderia alcançar. Ele disse que o melhor que você pode esperar são os 12 a 50 mícrons do próprio sistema. Em seguida, para determinar as tolerâncias necessárias para fabricar uma peça, você pode sobrepor várias peças para ver a variabilidade dimensional das peças de amostra típicas. Se você tivesse, digamos, um estudo de 30 peças da peça que você está tentando fazer engenharia reversa, você poderia sobrepor essas 30 peças e obter um desvio de processo para ajudá-lo a especificar suas tolerâncias.

Do desenho ao arquivo CAD

Se você tiver um desenho em escala em papel ou acetato, ele também pode ser colocado na mesa e criado para produzir um arquivo CAD. Pode até ser usado para criar arquivos para reproduzir gráficos, talvez um logotipo. Você coloca o desenho na mesa iluminada. Se a luz puder ser vista através dela e o desenho for impresso em preto sobre papel branco, a impressão pode ser captada como bordas. No entanto, o desenho deve ser escalável - um para um ou alguma proporção fixa - não pode ser apenas uma imagem desenhada à mão de uma peça. Depois de digitalizado, o desenho será importado para um formato de arquivo DXF.

Inspeção 2.5D

Os produtos típicos de puncionadeiras podem incluir recursos como persianas ou pequenas curvas. O projetor SurfScan complementar ilumina a peça que está sendo fotografada. Ele se integra ao software do sistema para permitir a inspeção precisa da forma 2D e de seus recursos “2.5D” com um único clique.

Inspeção 3D

O sistema de inspeção Opti-Scan pode medir superfícies e arestas em 3D. Este sistema de varredura de luz branca estruturada sem contato usa uma câmera de alta velocidade e alta resolução e um projetor LED DLP para digitalizar as superfícies de um objeto.

Padrões de luz são irradiados do projetor para a peça para produzir um padrão de franja. Os dados de franja são gravados pela câmera e usados ​​para criar uma nuvem de pontos 3D ou uma malha poligonal da superfície digitalizada. Os dados de imagem processados ​​podem ser enviados para vários tipos de arquivos diferentes para uso em praticamente qualquer pacote de software de inspeção 3D ou engenharia reversa.

Com imagens 2D, um tiro captura a imagem completa. Com o 3D, a imagem ainda está na linha de visão, então você precisa usar uma mesa de três eixos que pode girar e inclinar o objeto para obter dados de todos os ângulos. Os dados são então unidos para obter a imagem 3D completa.

O Opti-Scan 3D pode ser adicionado aos sistemas Planar existentes, transformando o Planar em um sistema completo de medição 2D e 3D.

Recursos importantes incluem:

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  Inspeção automatizada com um único clique.
  
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  Tecnologia de digitalização de luz branca.
  
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  Medições de superfícies e arestas em 3D.
  
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  Mapeamento de textura — pode criar uma nuvem de pontos mapeada totalmente texturizada em cores.
  
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  Digitaliza objetos a uma taxa de aproximadamente 250.000 medições por segundo.
  

Resumindo

O sistema Planar é projetado para medições rápidas, precisas e robustas de peças de chapa metálica fabricadas. Ele é adequado para inspeção rápida e precisa do primeiro artigo, relatórios de qualidade e engenharia reversa. O sistema é ideal para uso no chão de fábrica — não é afetado pela vibração causada por máquinas próximas; requer entrada mínima do operador; e devido à sua velocidade e precisão, pode aumentar o rendimento da produção em uma ampla gama de aplicações.

Este artigo foi escrito por Ed Brown, editor associado da Photonics &Imaging Technology. Para mais informações, visite aqui .