Inspeção e Engenharia Reversa 2D e 3D Aceleradas para Análise de Precisão de Chapas Metálicas e Componentes

Medição óptica baseada em mesa é um método rápido, simples e preciso para medir e fazer engenharia reversa de componentes de chapas metálicas planas e dobradas/formadas; juntas, vedações e anéis O; laminação; papel, acetato e desenhos eletrônicos; bem como outros materiais planos opacos e semi-transparentes.

Os elementos básicos do sistema de medição Planar da InspecVision Ltd. são uma mesa com iluminação LED traseira e uma câmera de até 50 megapixels posicionada acima. A câmera “vê” as bordas de uma ou mais peças colocadas aleatoriamente na mesa. Em cerca de 30 segundos, ela captura uma imagem de uma peça, que pode ser comparada a um arquivo CAD para inspeção ou gerada como arquivo CAD DXF ou DWG para engenharia reversa.

Usuários típicos deste sistema incluem fabricantes de chapas metálicas usando máquinas de corte CNC X/Y, laser, plasma, punção, jato de água e conformação que fornecem 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 onde o sistema seria instalado no chão de fábrica perto de um grupo de prensas de punção. Como não há peças móveis e os dados são capturados a uma taxa de cerca de 4 megapixels por segundo, o sistema não é afetado por vibração, disse ele. Isso significa que as prensas podem continuar funcionando enquanto a peça está sendo inspecionada.

O operador da prensa de punção pode carregar um arquivo CAD escaneando-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 localizações de furos, dimensões lineares e raios.

O operador pode retirar uma peça acabada (ou peças), colocá-la na mesa sem qualquer fixação e sem considerar qualquer orientação particular. O software de controle orientará virtualmente a peça antes de compará-la ao arquivo CAD. A precisão de 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:

• Múltiplas peças idênticas podem ser escaneadas simultaneamente. Se você colocar, por exemplo, 10 peças na mesa, e a peça 5 no canto não passar, a exibição segregará essa peça na tela.

• Como as peças não precisam ser tocadas para serem medidas, a máquina também pode ser usada para anéis O. Tentar medir um anel O com um dispositivo tátil como uma máquina de medição por coordenadas (CMM) ou até mesmo paquímetros, você corre o risco de distorcer a peça e produzir um erro.

• Embora a mesa seja de vidro, arranhões podem ser calibrados para não afetar as medições.

• Gerará relatórios automaticamente, incluindo dados medidos e nominais, e indicará APROVADO ou REPROVADO para cada item.

• Um diagrama de desvio de cores comparando dados CAD a dados de medição será exibido e/ou impresso.

• Desvios podem ser projetados na própria peça, usando realidade aumentada.

• Gerará dados SPC para análise.

Engenharia Reversa 2D

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

“Estou no Centro-Oeste e tenho oficinas que executam processos de punção ou corte a laser. Um fazendeiro pode chegar e dizer: ‘Ei, tenho esta peça que quebrou. Coloque na mesa e corte uma nova para mim.’ Meu cliente final usaria a mesa para obter os dados para controlar seu corte. Versus a velha escola onde você pega fitas métricas e paquímetros, começa a desenhar isso e depois tem que criar um CAD para conseguir. Isso pula 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 então permite ao usuário editar e limpar os dados, por exemplo, padronizando tamanhos de furos, limpando bordas e removendo rebarbas.

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

De Desenho a Arquivo CAD

Se você tem um desenho em escala no papel ou acetato, ele também pode ser colocado na mesa e imagem para produzir um arquivo CAD. Pode até ser usado para criar arquivos para reproduzir gráficos, talvez um logotipo. Você coloca o desenho na mesa retroiluminada. Se a luz puder ser vista através dele e o desenho for impressão preta em papel branco, a impressão pode ser captada como bordas. No entanto, o desenho tem que ser escalável — ou um para um ou alguma proporção fixa — não pode ser apenas um desenho à mão livre de uma peça. Uma vez escaneado, o desenho será importado para formato de arquivo DXF.

Inspeção 2.5D

Produtos típicos de máquinas de punção podem incluir recursos como aletas ou pequenas dobras. O projetor adicional SurfScan projeta luz estruturada na peça sendo imagem. Ele se integra com o software do sistema para permitir inspeção precisa tanto da forma 2D quanto de seus recursos “2.5D” com um único clique.

Inspeção 3D

O sistema de inspeção Opti-Scan pode medir superfícies e bordas 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 escanear as superfícies de um objeto.

Padrões de luz são projetados do projetor na peça para produzir um padrão de franjas. Os dados de franjas são registrados pela câmera e usados para criar uma nuvem de pontos 3D ou uma malha poligonal da superfície escaneada. 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 imagem 2D, uma foto captura a imagem completa. Com 3D, a imagem ainda é de 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 costurados para obter a imagem 3D completa.

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

Recursos importantes incluem:

• Inspeção automatizada de clique único.

• Tecnologia de varredura de luz branca.

• Medições de superfície e borda em 3D.

• Mapeamento de textura — pode criar uma nuvem de pontos totalmente mapeada em textura em cores completas.

• Escaneia objetos a uma taxa de aproximadamente 250.000 medições por segundo.

Resumo

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

Este artigo foi escrito por Ed Brown, Editor Associado de Photonics & Imaging Technology. Para mais informações, visite aqui .