Kiểm soát chất lượng kim loại tấm bằng phương pháp đo lường quang học

Author
Việc đảm bảo và quản lý chất lượng sản phẩm đang ngày càng trở nên quan trọng trong phát triển và sản xuất công nghiệp. Outsource sản xuất linh kiện đồng nghĩa với việc phải đảm bảo các thông số kĩ thuật trong sản xuất gia công được tuân thủ chặt chẽ, đảm bảo việc lắp ráp thành công trong khâu cuối cùng, từ đó mới tạo ra thành phẩm đạt chất lượng cao. Đặc biệt, chế tạo, lắp ráp kim loại tấm là lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao, cần có công nghệ đo kiểm phù hợp để hỗ trợ quá trình kiểm tra linh kiện dạng tấm, phân tích lắp ráp và quá trình thử khuôn dập.
Kĩ thuật đo lường quang học trong công nghiệp
Các chi tiết kim loại tấm được đo bằng phương pháp đo tiếp xúc (panme thước cặp, dưỡng đo kiểm, CMM..) chỉ cho kết quả đo tại một vài vị trí nhất định. Công nghệ tân tiến nhất hiện nay là đo lường quang học có thể đo được toàn bộ biên dạng bề mặt của linh kiện, bao gồm cả những biên dạng cong phức tạp bằng việc sử dụng dữ liệu đám mây điểm có độ phân giải cao (Hình 1).
Picture2.png
Hình 1. Kĩ thuật đo quang học 3D đo được toàn bộ biên dạng của linh kiện (file lưới STL), mẫu hình lỗ (lỗ, vết nứt,…) và đường viền (cắt và độ hồi phục)
Thiết bị số hóa 3D (hay còn gọi là máy quét 3D) ATOS được sử dụng như một giải pháp đo lường chính xác, nhanh chóng và mạnh mẽ tại các công ty sản xuất hàng tiêu dùng, hàng không vũ trụ và công nghiệp ô tô như BMW, Audi, và Volkswagen…ATOS có khả năng đo linh hoạt với dữ liệu đo chất lượng cao, được sử dụng không chỉ trong các phòng đo mà còn ngay tại các xưởng dập và xưởng sản xuất.
ATOS đo được vật thể với mọi kích thước, cung cấp dữ liệu tọa độ 3D chính xác, xuất báo cáo đo kiểm bằng bản đồ màu trực quan, đầy đủ thông tin.
4-2.jpg
Hình 2. Phương pháp đo kiểm 3D quang học di động, phân tích linh kiện trong môi trường sản xuất
Khả năng đo chuẩn xác mọi loại kim loại tấm nhờ khả năng nhận diện đặc tính
Trước đây, việc đo các cạnh sắc đòi hỏi phải sử dụng máy đo tọa độ CMM vì các thiết bị đo quang học cho ra kết quả không đạt yêu cầu. Các nhà khoa học của hãng GOM từ Đức đã nghiên cứu và phát triển hoàn thiện thiết bị đo và phần mềm đo kiểm, nhằm đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác cho toàn bộ quá trình đo kiểm chi tiết kim loại tấm (Hình 3).
Picture4.png
Hình 3. Quy trình đo kiểm chi tiết kim loại tấm của công nghệ đo lường 3D quang học GOM
Các đặc tính điển hình như lỗ đục, cạnh cắt và springback ở đường biên có thể đo bằng ATOS bằng cách sử dụng “Kỹ thuật đo theo đặc tính” (Guided Feature Measurement Strategy) như ở hình minh họa 4. Sử dụng các tính năng đo kiểm được trích xuất trước đây từ file CAD, phần mềm hiển thị cho người dùng thấy vị trí đặt thiết bị quét tốt nhất, ví dụ như để tối ưu hóa việc đo lỗ bị kéo dãn trên mặt cong. Ngay cả các cạnh sắc cũng được đo với độ tin cậy cao và độ chính xác dưới một pixel nhờ sử dụng các thuật toán được phát triển chuyên biệt.
Picture5.png
Hình 4. “Kỹ thuật đo theo đặc tính” dành cho phép đo bề mặt, lỗ đục và các đường biên cắt
Đồ gá
Đo không cần đồ gá với giải pháp đo lường quang học 3D ATOS nhờ việc ghép (alignment) dữ liệu quét và dữ liệu CAD được kiểm soát bằng các điểm RPS trong phần mềm kiểm tra ATOS (Hình minh họa 5). Có thể đo và hiển thị độ biến dạng của một chi tiết kim loại tấm trước và sau khi lắp ráp. Có thể thay đổi nhiều cách ghép (align) dữ liệu do mật độ dữ liệu dày đặc và góp phần xử lý nhanh chóng các sự cố trong quá trình phân tích lắp ráp (Hình minh họa 6).
Picture6.png
Hình 5. Chập dữ liệu kiển RPS trong phần mềm đo kiểm ATOS.
Picture7.png
Hình 6. Thay đổi cách ghép linh kiện hỗ trợ xử lý vấn đề nhanh chóng trong quá trình phân tích lắp ráp.
Đối với việc đo các linh kiện kim loại tấm được kẹp cố định, các kĩ thuât đo không tiếp xúc cho phép sử dụng nguyên tắc đồ gá thích ứng, do đó tiết kiệm được chi phí đầu tư dụng cụ đo (Hình minh hoa 7). Ví dụ một đồ gá kẹp đơn giản có thể thay thế 6 dụng cụ đo vì nó có thể sử dụng song song với các chi tiết khác nhau, tiết kiệm không gian lưu trữ và thời gian sản xuất.
Screenshot_1.png
Hình 7. Kĩ thuật đo 3D quang học cho phép sử dụng nguyên tắc kẹp thích ứng để tiết kiệm không gian và chi phí.
Phần mềm đo kiểm GOM ATOS: giải pháp toàn diện từ kế hoạch đo đến phương pháp đo và đánh giá kết quả
Phần mềm đo kiểm ATOS cho phép nhập các định dạng CAD và các cách thức đo lường cũ như Catia-List, DMIS,… (Hình minh họa 8). Ngoài ra, những đặc tính đo lường đã được triển khai trong dữ liệu CAD như dung sai bề mặt, profile, dung sai hình dạng, vị trí cũng được đưa vào.
Picture10.png
Hình 8. Nhập kế hoạch đo vào phần mềm đo kiểm ATOS.
Picture11.png
Hình 9. Đặc tính đo nhập trực tiếp từ CAD vào phần mềm đo kiểm ATOS (dung sai bề mặt).
Sau khi ghép dữ liệu, độ lệch của từng điểm dữ liệu so với CAD có thể được xác định. Khi sử dụng dữ liệu quét, người dùng có thể tạo ra 1 đồ thị màu 3D hiển thị toàn bộ sai lệch so với file CAD (Hình 10). Độ sai lệch cục bộ có thể được phân tích bằng việc sử dụng các mặt cắt đo kiểm.
Picture12.png
Hình 10. So sánh toàn bộ bề mặt được quét với dữ liệu CAD.
Picture13.png
Hình 11. Đồ thị chi tiết về độ sai lệch khi sử dụng mặt cắt đo kiểm với phạm vi dung sai cho trước.
Khi kiểm tra các đường biên, có thể phân biệt được độ lệch thông thường (springback) và độ lệch tiếp xúc do quá trình cắt (trim) (Hình 12). Ngoài việc so sánh giữa kết quả thực tế và mục tiêu, thì phép đo cạnh cắt, springback và lỗ cũng có thể được phân tích với các đường biên cũng như phép đo cho biết khe hở và sự chênh lệch cao độ của hai bề mặt khi lắp ráp với nhau (Gap & Flush) (Hình 13-15). Picture14.png
Hình 13-15. Phân tích cạnh cắt và springback, biên CAD, đo kiểm mẫu hình lỗ, kiểm tra cạnh biên.
Kết quả đo có thể được tạo ra trong các báo cáo với định dạng có thể tùy biến. Ngoài hình ảnh, tất cả các dữ liệu đo có thể được xuất dưới định dạng bảng, Word, Excel hoặc HTML (Hình 16).
Picture15.png
Hình 16. Kết quả của báo cáo đo và kiểm tra dưới định dạng bảng và trang in.
Ngoài ra, tính năng miễn phí ATOS 3D Viewer hỗ trợ sử dụng toàn bộ dữ liệu đo tọa độ 3D và đánh giá kết quả. Tất cả dữ liệu đo 3D và kết quả đo kiểm có sẵn ở định dạng nén để tiện trao đổi với khách hàng, đồng nghiệp hoặc xử lí thêm (Hình 17). Screenshot_2.png
Hình 17. Kết quả của báo cáo đo và kiểm tra ở định dạng bảng và trang in.
Phòng đo tự động: bảo mật quá trình và phân tích xu hướng
Các phòng đo kiểm linh hoạt, tự động có thể được thực hiện cùng với robot, bàn xoay và các thiết bị định vị tuyến tính (Hình 18). Phép đo toàn bộ bề mặt linh kiện cho biết trạng thái GO (tốt)/ NO GO (xấu). Nó cũng cho thấy diễn biến của độ sai lệch để đánh giá nhanh các quá trình (Hình 19). Điều này cho phép phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn để các quá trình có thể được khắc phục kịp thời, giúp giảm chi phí sản xuất và kiểm soát chất lượng hiệu quả hơn.
Screenshot_3.png
Hình 18-19. Phòng đo tự động dành cho các phép đo liên quan đến sản xuất hàng loạt giúp tiết kiệm thời gian loại bỏ và xử lí lại thông qua phân tích quá trình (PSC) và xử lí sự cố có mục đích.

Kĩ thuật đo lường quang học: lợi thế dành cho ngành dập tạo hình kim loại tấm
Các công ty sử dụng kĩ thuật đo lường quang học có nhiều lợi thế nhờ rút ngắn thời gian sản xuất cũng như thời gian bắt đầu sản xuất hàng loạt. Các công ty duy trì được lợi thế cạnh tranh nhờ giúp khách hàng đi từ ý tưởng đến sản phẩm nhanh hơn, tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm phế phẩm mà không làm gián đoạn sản xuất. Lợi thế này càng thể hiện rõ hơn đối với các phòng đo tự động, đầu vào duy nhất, tiếp cận toàn diện từ việc đo phần cứng đến đánh giá phần mềm đo kiểm kết hợp với việc đào tạo và hỗ trợ.

Tìm hiểu thêm
Công nghệ quét 3D quang học giúp thay đổi cục diện trong sản xuất
Đo lường 3D trong tạo hình kim loại tấm
Kiểm soát chất lượng kim loại tấm bằng phương pháp đo lường quang học
----------------------------------------------------------------
AIE - Advanced Industry & Education Equipments Company
Phone: +8424 3577 3348
Email: Marketing@aie.com.vn
Website: www.aie.com.vn
Facebook: fb.com/Aie.com.vn
 

Tien AIE

New Member
Phần mềm đo kiểm GOM ATOS có độ chính xác cao không ạ
Chào bạn,
Phần mềm chuyên cho đo kiểm của GOM có tên là GOM Inspect, được đánh giá là phần mềm tốt nhất Thế giới hiện nay trong lĩnh vực đo kiểm 3D. Nó không chỉ sử dụng cho dữ liệu từ máy quét 3D của GOM mà còn sử dụng cho tất cả các dữ liệu 3D thu thập từ máy quét 3D khác, cũng như máy CMM hay CT Scan.

Độ chính xác phép đo của phần mềm GOM đã được thử nghiệm bởi NIST (Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia - National Institute of Standards and Technology) và PTB (Viện Đo lường Quốc gia Đức - National Metrology Institute of Germany). Bằng cách so sánh kết quả thu được với kết quả tham khảo, phần mềm đạt được loại sai lệch đo lường thấp nhất (Class 1).

Với tư cách nhà tiên phong trong lĩnh vực đo quét 3D, GOM có thể coi là người đặt ra tiêu chuẩn trong lĩnh vực này trên Thế giới, và GOM Inspect với các tính năng đầy đủ nhất cùng với độ chính xác đã được kiểm chứng, sẽ là lựa chọn chính xác của bạn khi áp dụng nó trong công việc đo lường kiểm soát chất lượng.

Nếu có nhu cầu tìm hiểu thêm hoặc dùng thử, bạn có thể liên hệ ngay với AIE nhé.
 

Tien AIE

New Member
Tôi muốn hỏi máy Gom đo độ chính xác đạt bao nhiêu % so với máy đo CMM?
Chào bạn,
Bạn đang đặt một vấn đề rất thú vị mà phần lớn các khách hàng của AIE đều hỏi mỗi khi có nhu cầu tìm hiểu về thiết bị đo quét 3D của GOM.

Nói đến độ chính xác của máy đo thì cần nói đến tiêu chuẩn đánh giá. Độ chính xác của Máy CMM hiện nay được đánh giá theo tiêu chuẩn loạt tiêu chuẩn ISO 10360, bao gồm nhiều phần, với mỗi phần mô tả thử nghiệm áp dụng cho các cấu hình và thành phần khác nhau của CMM. Còn máy đo 3D quang học của GOM được đánh giá về độ chính xác theo tiêu chuẩn VDI/VDE 2634 part 3.

Với nội dung câu hỏi của bạn, GOM đã có những thử nghiệm thực tế bằng cách đưa về chung một “gốc” đánh giá. Theo VDI/VDE 2634 part 3, người ta sử dụng một bộ quả cầu chuẩn và dùng máy đo quét 3D để đo các kích thước như khoảng cách giữa các quả cầu, giữa tâm các quả cầu, đường kính các quả cầu, chu vi mặt cắt…. và lấy giá trị trung bình của nhiều lần đo để so sánh với giá trị danh nghĩa của bộ quả cầu chuẩn để xác định sai số. Sau đó cũng mang bộ quả cầu đó để thực hiện các phép đo tương tự trên máy một CMM đạt chuẩn. Cuối cùng so sánh 2 kết quả với nhau. Thực tế cho thấy trong cùng một điều kiện, máy đo 3D quang học của GOM có độ chính xác tương đương với máy CMM.

Tuy nhiên, bạn sẽ thấy ngoài các yếu tố khách quan, thì độ chính xác của CMM sẽ còn phụ thuộc nhiều vào người thực hiện, trong khi đó phép đo không tiếp xúc của máy đo quét 3D sẽ giảm thiểu tối đa ảnh hưởng của con người tới quá trình đo lường.

Riêng về máy đo quét 3D của GOM, tôi có thể khẳng định với bạn hiện nay nó vẫn đang là một lựa chọn hàng đầu về độ chính xác, độ tin cậy và tính thực tế trong sử dụng.
 
Em không biết ngoài những lợi ích ở trên ra thì có những hạn chế nào của việc sử dụng phương pháp đo quang học để kiểm soát chất lượng kim loại tấm là gì mong anh ra bài mới?
 
Mnh không biết có bất kỳ thách thức hoặc cân nhắc đạo đức nào liên quan đến việc sử dụng phép đo quang học để kiểm soát chất lượng tấm kim loại không mong bạn giải đáp
 
Top