この記事では、3Dスキャンを使用した品質管理プロセスの最適化、メトロロジカル3Dスキャナーの設計と操作の原則について説明します。実際の例を用いて、さまざまな問題を解決するための機器の使用の有効性を示します。レビューを読んだ後は、市場に出回っている多数のモデル間を移動して、適切なデバイスを選択するための基準を決定するのが簡単になります。
前書き
毎年、業界はより高度なデバイスとデバイスを製造しています。機械部品はしばしば複雑な幾何学的形状を持ち、互いに密接に相互作用しています。メカニズムの適切に調整された動作を保証するために、形状、サイズ、組み立て精度、およびその他のパラメーターを一致させる必要があります。機械工学における品質管理は、座標測定機（CMM）を含むさまざまな技術を使用して実行されました。ただし、スキャンは、測定用のデータをキャプチャする機能と情報処理の速度の点で、はるかに効率的な方法です。
3Dスキャナーの機能
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3Dスキャナーは、平らな面だけでなく、エッジとエッジの間のコーナー、くぼみ、穴などの難しい領域も処理します。デバイスの重要な利点は、手の届きにくい場所で離れた場所からスキャンできる非接触の操作方法です。
変更を加えた後、情報はオンラインでコンピューターに送信され、そこでソフトウェアは受信したデータと設定されたパラメーターを比較し、サイズの不一致、亀裂、変形や腐食の痕跡、その他の変更などの逸脱を示します。
使用分野
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デジタル測定は高度に技術的なプロセスであり、他の検証方法に比べていくつかの重要な利点があります。この技術の唯一の欠点は、機器の価格が高いことです。大規模な業界では、迅速な投資回収により、3Dスキャナーの使用は経済的に正当化されます。いくつかの例を考えてみましょう。
- 入力および出力の品質検査が義務付けられている部品およびデバイスの大規模生産。
- 複雑な形状のオブジェクトの小規模生産。一定の品質管理なしでは不可能です。
他の技術を適用できない状況：
- パラメータを決定する接触法によって変形可能な特定の材料で作られたオブジェクトを操作します。
- 静電気による損傷のリスクがある電子部品の測定。
- 物理的に存在しないオブジェクトの繰り返し測定は、以前に取得したデジタルコピーで行うこともできます。
使用目的
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さまざまな生産段階での管理
どの企業でも、材料や部品の入荷検査が必要です。大規模生産の場合、サンプルロットが検査されます。ただし、これには多数のコントローラーが必要であり、製品の価格が上昇します。
3Dスキャナーを使用すると、ワークフローが自動化され、「人的要因」に関連するエラーが排除され、選択的な品質管理から継続的な品質管理に切り替えることができ、手動作業に比べて検証速度が数倍向上します。
パーツの相対的な位置の分析
複数の部品で構成される製品では、要素の相互の正しい配置を監視することが重要です。スキャン技術は、空間内のオブジェクトの位置を簡単に修正し、情報をコンピューターのモニターに送信します。
大きなオブジェクトのジオメトリを確認する
建設機械、海上輸送、航空輸送などの多くの大型物体では、船体形状の定期的なテストが必要です。このプロセスには時間がかかり、必要な資格と経験を持つスペシャリストを探す必要があります。メトロロジカル3Dスキャナーは、大きなサイズのオブジェクトのデジタル化に簡単に対応し、高精度の測定を保証し、企業の時間と財源を節約します。
小さなオブジェクトのジオメトリを確認する
小さな物体の測定は、大きな物体の測定よりも難しい場合があります。3Dスキャナーは、部品のサイズに関係なく、数ミクロン以内で正常に測定できます。基本モデルからの形状とサイズの逸脱がプログラムで強調表示されるため、それらに気づき、それらを簡単に排除できます。
機器の選択
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現代のデジタル機器市場には、数十のメトロロジカルスキャナーのモデルがあります。デバイスの選択は、プロダクションによって設定されたタスクの範囲を特定することから始まります。考慮し、主要な目標と比較する必要のあるいくつかのパラメーターを次に示し
ます。1。ワークスペース
大きなサイズのオブジェクトには、大きな作業領域を持つデバイスが必要であることは明らかです。作業領域のサイズは解像度に反比例することに注意してください。スキャン領域が多すぎるデバイスを選択すると、ユーザーは不十分な精度と解像度を見つける可能性があります。
2.データの精度
明らかに、航空機の製造やその他の重要な部品の製造では、利用可能な最高の精度が必要です。
消費財、複雑な機構のない製品のリバースエンジニアリング、および芸術作品、お土産の作成、コンピューターゲームの開発に使用される場合、そのような精度は適用されません。これらの目的のために、スキャナーに数十、数百回を支払うことは意味がありません。
3.動作速度
このパラメーターには、キャリブレーションと直接スキャンの時間が含まれます。毎分数十回の測定を伴う品質管理に3Dスキャンが使用される大量生産の場合、高速は重要な機能です。少量のバッチ製造とリバースエンジニアリングは、機器の速度に対する要求が少なくなります。
4.ソフトウェア
独自の高度に専門化されたソフトウェアで動作するスキャナーを優先することをお勧めします。スキャンの処理に必要なソフトウェアがキットに含まれていない場合、かなりの追加の財務投資が必要になる場合があります。
5.価格
3Dスキャナーを選択するには、独立して、または資格のある専門家の助けを借りて、ユーザーのタスクとデバイスの機能を関連付ける必要があります。不要な機能にお金をかけすぎても意味がありません。同時に、デバイスが必要な結果を与えることが保証されている必要なパラメータのセットを持っていることが重要です。機器の回収期間を予測することが重要です。
計測品質管理のための3Dスキャナーの例
ロシアのモデルであるRangeVisionProのプレゼンテーションから始めましょう。このデバイスは、連邦技術規制計測局によって測定デバイスとして正式に承認されています。
RangeVisionProに関する基本情報
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このデバイスは、サイズが30〜1000mmの大小のオブジェクト用のユニバーサル測定デバイスとして設計されています。3つの作業ゾーンと交換可能なレンズのセットにより、スキャナーは宝石と車体の部品を同じように正確にデジタル化できます。
測定精度は、構造化照明技術、6メガピクセルのカメラ、および独自のソフトウェアソリューションによって保証されます。
RangeVisionソフトウェアを使用すると、画像要素をつなぎ合わせたり、空の領域を埋めたり、画像を整列したりできます。プログラムには、ジオメトリをチェックして測定を行うための基本的な機能が含まれています。出力ファイル形式は、一般的なすべてのCADおよび仮想モデリングシステムでサポートされています。ソフトウェアアップデートは無料で入手できます。
RangeVisionProの機能
さまざまな分野での3Dスキャナーの使用例
Dolsatechでの品質検査
出典：rangevision.com
IvecoとPorscheのイタリアのパートナーであるDolsatechは、品質管理が必要な基本部品を中国から受け取りました。通常の入荷検査システムは、大量の製品に対応できず、非標準の形状のオブジェクトをテストする機会がありませんでした。
RangeVision PRO 3Dスキャナーを使用して、プロセスを最適化しました。現在の測定技術には、専用エリアでの対照サンプルの輸送と保管が含まれていました。ロシアのスキャナーの機動性は、ロジスティクスコストを削減することを可能にしました。
出典：rangevision.com
スキャナーを使用すれば、測定のためにたくさんの商品を移動する必要はありませんでした。RangeVision PROは、ワークショップや倉庫など、便利な場所で動作します。
この場合、1700 mm * 720mmのサイズのパーツの3次元モデルが作成されました。パーツにはステッカーが貼り付けられており、個々の画像を自動的に1つの3Dモデルに組み立てることができました。情報は、スキャナーに付属の独自のScanCenterソフトウェアによって処理されました。
INKAYTECHNOLOGYでの品質検査
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イタリアのINKAY TECHNOLOGY SRLは、CADファイルに保存されたベースモデルのボディキャスト部分の寸法が正しいことを確認する任務を負っていました。オブジェクトの非標準のジオメトリを考慮して、通常のテクノロジーを放棄し、RangeVision3Dスキャナーを使用することが決定されました。
作業は3段階で行われました。
- 自動画像スティッチング用のマーカーを使用して、体の外側部分のスキャンを作成しました。
- 内部をスキャンするために、本体は2つの部分に分割され、それぞれが個別にデジタル化されました。
- すべての画像を1つのモデルに縫い付けました。
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KrasnoyeSormovo工場での品質検査
出典：rangevision.com
前述のように、3Dスキャンは大量生産環境だけでなく正当化されます。多くの場合、機器は部品の部品製造に効果的に使用されます。造船業界では、複雑な形状の鋳造部品が使用されており、その品質管理は困難で時間がかかります。したがって、業界での3D機器の使用が一般的になりつつあります。
Krasnoye Sormovoプラントのスペシャリストは、可変ピッチプロペラハブの品質を検査するためにRangeVisionを選択しました。
部品の高さ-70cm、直径-80cm。
出典：rangevision.com
作業を開始する前に、画像のステッチを自動化するためにステッカーをオブジェクトに貼り付けました。RangeVision PRO 3Dスキャナーをハブの周りに移動し、さまざまな側面から写真を撮りました。得られた100枚の画像から3Dモデルを組み立てました。stlファイルをGOMInspectソフトウェアの基本設計モデルと組み合わせて、偏差を決定しました。専門家が完成品のベースモデルへの適合性に関する正確なレポートを受け取った結果として、作業には数時間かかりました。
ScanTech PRINCE775
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ポータブルハンドヘルドレーザー3DスキャナーScanTech PRINCE 775は、LEDバックライト付きの2台のカメラに基づいて動作します。ユーザーが利用できる操作モードは2つあります。
- BLUEモードでは、青色のレーザーがアクティブです。このモードは、詳細なモデルを取得するために使用されます。
- 高速デジタル化を優先する場合は、赤色レーザーによる赤色モードがオンになります。
スキャンの結果、ポイントクラウドが作成され、ScanTechソフトウェアソリューションを使用して処理されます。完成した画像が作業装置の画面に表示されます。
スキャナーの仕様
PRINCE775の使用
スキャナーの主な応用分野は、船の部品、自動車、産業設備などの大型オブジェクトのデジタル化です。このデバイスは、ジュエリーなどの小さなオブジェクトでも機能します。
ScanTech PRINCE 775アプリケーション：
- リバースエンジニアリング;
- 工業デザイン;
- 品質検査;
- コンピュータゲームと3Dフィルムの作成。
-そして他の多くの分野で。
出典：www.3d-scantech.com MSCANと
セットでPRINCEハンドヘルドスキャナーを使用する例-2つのデバイスを使用すると、機器の機能によりプロセスの効率が向上します。
最初のデバイスは高精度と詳細を提供し、2番目のデバイスは写真測量を使用して大きなオブジェクトを検査するのに役立ちます。
出典：www.3d-scantech.com
キットを使用したAirbus A350パーツのデジタル化：MSCAN + PRINCE。このペアは、品質検査タスクの迅速なソリューションであることが証明されています。
出典：www.3d-scantech.com
デジタル化により、他の方法で正確に測定することができなかったため、インペラの3次元モデルを作成することが可能になりました。
CreaformHandySCANブラックエリート
出典：creaform3d.com
多用途のコンパクトなHandySCAN Black Elite（Creaformのプロの計測3Dスキャナー）について理解しましょう。このデバイスは、そのような機器を操作する実用的なスキルを持たないユーザーを含む、ほとんどのユーザーに適しています。使いやすさにもかかわらず、スキャナーは複雑な形状の大きなオブジェクトをデジタル化する場合でも、高精度のモデルを保証します。
スキャナーの仕様
CreaformHandySCANブラックのアプリケーション
このデバイスは、さまざまな分野での業務用に設計されています。HandySCAN Blackは、次のようなタスクで素晴らしい仕事をします。
- 生産における着信および発信の品質管理。
- リバースエンジニアリング;
- パイプライン検査;
- あらゆる目的のためのオブジェクトのデジタル化。
スキャナーは使いやすいです。開始するには、ラップトップとの接続を確立し、プログラムを選択する必要があります。デジタル化の過程で、一時停止し、中間結果を調べて、作業を続けることができます。
Creaform MetraScan 750 |エリート
出典：industryarena.com
大きなオブジェクトに対しても高精度のモデルを生成するもう1つのハンドヘルド計測スキャナー。
MetraScan 750 |エリート仕様
MetraScan 750 |エリートアプリケーション
この機器は、建築、電力工学、逆工学、計測制御で広く使用されています。
Solutionix C500
出典：psarta.comSolutionix500-
コンパクトカラー3Dスキャナー。モバイルデバイスは、任意の水平面に配置されます。
この設計は、ターンテーブルと、それぞれ5メガピクセルの解像度を持つ2台のカメラに基づいています。プラットフォームの回転により、カメラはさまざまな角度から被写体を捉えることができます。高速操作と使いやすさにより、機器の優れた性能が保証されます。
Solutionix500の技術的特徴
SolutionixC500スコープ
コンパクトなサイズとカラーですばやく正確にスキャンできる機能のおかげで、このデバイスは多くの分野で需要があります。
- 歯科で;
- ジュエリー業界;
- 教育において;
- さまざまな分野でのリバースエンジニアリングの問題を解決します。
結論
メトロロジカル3Dスキャナーを使用すると、時間とリソースを節約し、不良品を最小限に抑えることで、製品の品質を向上させ、コストを削減できます。3Dスキャン技術を含めることによる生産プロセスの自動化は、企業の効率と市場での競争力を高めます。
プロの3D計測スキャナーについては、Top 3DShopにお問い合わせください。技術スペシャリストが、問題を解決するのに最適な機器を、価格と機能の最適な比率で選択するお手伝いをします。