3D スキャンの改善

ARIS Technology は 3D スキャンを改善していると述べています

3D スキャンはすでに多くの自動車部品メーカーで採用されていますが、品質管理 (QC) での使用例は限られています。これは主に次の制限によるものです:

1. 3D スキャンは手動です。

2. 既存の「いわゆる」自動 3D スキャン システムは、非生産的になりがちです。

3. 3D スキャニングはオールインワン ソリューションを目指していますが、特定のタイプの測定には接触デバイス (CMM) を使用する理由がまだあります。

手動 3D スキャンの克服

通常、メーカーがスタンドアロンの 3D スキャナーを購入する場合、Geomagic や Polyworks、2 軸ターンテーブル、3D スキャナー三脚などの 3D 画像処理ソフトウェアをアドオンで購入する必要があります。そのような購入の後、労働者は以下の訓練を受ける必要がありました:

–3D スキャナーの操作方法 (電源のオン/オフ、設定の変更など)

–スキャンする特定の部分に対して、適切な角度と距離から適切なスキャンを行う方法。

–オブジェクトの表面特性を考慮する方法 (例:表面の反射率に基づいて適切な露出を設定する)。

–複数のスキャンを 1 つのファイルに結合し、スキャンしたデータを処理する方法。

–スキャンしたデータと CAD の比較を完了するための画像処理技術の実行方法

–スキャナーのキャリブレーション、フィクスチャのマスタリングなどのその他のハウツー

これは、新しいプロジェクトの訓練を受けた労働者には、常に新しい学習曲線が存在することを意味していました。まず、新しい部品の検査のために、作業者はその特定の部品をスキャンする方法を学ばなければなりません。第二に、会社が古いモデルを複製している場合、従業員は古いプロジェクトを再訪して自分自身を思い出させるか、部品を最初からスキャンする方法を再学習する必要があります。従業員の生産性を向上させるために既製のソフトウェアが徐々に改善されてきましたが、この急激な学習曲線を根本的に取り除くソリューションはまだありません.

ARIS ソフトウェアのシンプルなユーザー エクスペリエンス (UX) によってサポートされる共同作業用の ARIS システムにより、新しいパーツを簡単にセットアップできます。

ARIS システムが優れている理由

多くの企業が、ロボットによる自動化を利用して 3D スキャンの労働強度を改善するソリューションを導入しています。ただし、現在利用可能なソリューションには次の制限があります:

–ほとんどの既存のソリューションは 3D OEM スキャナー ハードウェアによって提供され、特定のブランドまたはタイプの 3D スキャナーに縛られています。例として、3D スキャナー メーカーによって開発および推進されている、人気のある 3D スキャン自動化ソリューションがあります。このソリューションで使用される 3D スキャナー (1) は構造化された青色光であり、光沢のある表面には適していないため、ユーザーはパーツにスプレーする必要があります。 (2) 目の間に長いスタンドオフがあるため、より狭い穴をスキャンする能力が制限されます。 (3) 多くの場合、パーツにマーカーを付ける必要があり、皮肉なことに自動化が非常に手動になります。

–既存のソリューションのほとんどは、柔軟に構築されていません。言い換えれば、ユーザーが新しい生産ラインのためにシステムを再利用する必要があるとすぐに、システムが時代遅れになる可能性があります。メーカーが自動 3D スキャン システムを別の用途に転用することを決定した場合、3D スキャナー、ロボット、および/または画像処理ソフトウェアの交換が必要になる場合があります。このような交換には通常、まったく新しいシステム統合、再トレーニング、および再調整が必要です。

–ARIS は、独自のソフトウェア製品を利用することで、これらの制限を解決します。

–モジュラー統合プラットフォーム:ARIS は、市場で実証済みの最適なセンサーとロボットを推奨し、統合と実装を実行します。

–自動化 (実行) ソフトウェア:ARIS は、最小限の訓練を受けた作業者がプログラムされた検査を繰り返し実行できるソフトウェアを提供します。

–セットアップ ソフトウェア:ARIS は、メーカーのニーズの進化に応じて、新しいプログラムのセットアップとスキャン後の分析を容易にするソフトウェアを提供します。

ARIS システムは CMM をどのように補完できますか?

3D スキャンは、数百万の測定データを数秒で収集できるため、高解像度と高速サイクル タイムを実現します。ただし、透明/半透明、光沢のある表面または内部の詳細を測定する場合、CMM ほどの性能は発揮しません。このため、1 つの特定の部品に必要なすべての注釈 (関心のあるポイント) を測定する場合でも、CMM と 3D スキャンの両方を使用する方が望ましい場合があります。

これを認識して、CMM OEM は CMM アームに 3D スキャナーを取り付けましたが、これは非常に遅く非生産的なプロセスです。一方、検査ラボで産業用ロボットを使用するという複雑さを経験することは、あまり最適ではないようです。

ARIS がこの問題を解決する方法は、協働ロボットと高速マルチライン レーザー スキャンを統合することです。このようなシステムは、3D エリア スキャナー (構造化された青色光など) を備えた ARIS システムと比較してわずかに精度が低くなりますが、速度と生産性が最大化され、反射面の他のタイプの 3D スキャンよりも優れています。

さらに、外部追跡メカニズムを使用して、ロボットが動いている (データをキャプチャする) ときにライブで画像をステッチできるため、精度を失うことなく、より大きな部品をより効果的にスキャンできます。

最後に、協働ロボットを使用することで、このシステムは人間のプロセスが存在するエリアに展開できるため、リアルタイムで CMM 測定を補完する CMM のすぐ隣にセットアップできます。

プレシジョン システムの実際のケース スタディ

ARISリファレンスシステムを使用して、ダイカスト部品の完全な検査レポートが生成され、品質を確保するために必要なさまざまな注釈が付けられます。次に、ゲージ R&R 調査が測定値に対して実行され、精度 (再現性と再現性) がテストされ、広く受け入れられている業界標準と比較されます。

この精度テストは、FAI (First-Article Inspection) と生産中の検査の両方のために、自動化された 3D スキャニング システムをラボだけでなく生産に導入できるかどうかを知らせ、大幅なコスト削減につなげることを目的としています。

通常、3D スキャナの選択は、ロボット アームの選択よりも重要です。公差、表面仕上げ、および部品サイズが異なると、異なる光学精度や視野デバイスが必要になる場合があるためです。通常、より正確でより大きな視野のデバイスはより高価です。割り当てられた予算内で必要な精度とサイクル タイムを達成するには、ARIS 統合ソフトウェアによって提供されるさまざまな 3D スキャナ タイプをプラグ アンド プレイで使用できることが重要であるのは、この価格要因によるものです。例として、±2.5 μm レベルの精度を持つ 3D スキャナーがありますが、これらは簡単に 100,000 ドル以上の費用がかかります。

スキャナーとロボットを配置して配線したら、3D スキャナーとロボットの相対位置を調整する初期セットアップを実行します。これは ARIS 自動化ソフトウェアによって処理され、オペレーターはワンクリックで必要なキャリブレーションを自動的に実行できます。場合によっては、3D スキャナーも毎日のように頻繁にキャリブレーションする必要があります (特に温度変化がある場合)。これは、ARIS の自動化ソフトウェアを介して最小限の人的入力で自動的に処理されます。使用した参照システムでは、最初のキャリブレーション プロセスにかかった手動オペレーター時間は 15 分未満でした。

この結果は、実稼働環境であっても、最小限の投資で、このソリューションが CMM と同様の精度を提供できることを示しています。ラボ内の CMM に比べて精度はわずかに劣りますが、ポータブル CMM よりは優れていることが証明されました。特に、多くのラボ内の高精度 CMM は、コンクリートの床や温度/振動制御された部屋などの制御を必要とするため、3D スキャナーはそのような外部性の影響を受けにくく、自動化されたロボット 3D スキャン品質管理ソリューションの柔軟性と効率に現れます。

ARIS システムは、自動車メーカーの既存のインフラストラクチャと連動し、高い投資収益率 (ROI) を提供します。このような ROI は、共同 ARIS システムを利用することで、既存の CMM プロセスを置き換えることなく実現できます。

ARIS Technology から提供された情報をイヤーブック編集者 Bil​​l Koenig が編集