Immagina di poter aumentare la produttività automatizzando il processo di scansione delle parti, analizzandole per verificarne l’accuratezza e creando rapporti dettagliati sui risultati. Ebbene, Level 3 Inspection ha trasformato questo sogno in una realtà pienamente funzionale. L’azienda, con sedi negli stati della Florida e dell’Indiana, è nota da tempo per i servizi di controllo metrologico e dimensionale rivolti ai produttori del settore della meccanica di precisione.
Immagina di poter aumentare la produttività automatizzando il processo di scansione delle parti, analizzandole per verificarne l’accuratezza e creando rapporti dettagliati sui risultati. Ebbene, Level 3 Inspection ha trasformato questo sogno in una realtà pienamente funzionale. L’azienda, con sedi negli stati della Florida e dell’Indiana, è nota da tempo per i servizi di controllo metrologico e dimensionale rivolti ai produttori del settore della meccanica di precisione.
Level 3 Inspection ha creato di recente la stazione di controllo intelligente, un sistema robotico integrato di scansione ottica e di controllo assistito da computer (CAI). Questo sistema esegue automaticamente l’accurata scansione 3D delle parti, analizza le parti confrontandole con i file CAD e le cianografie, determina la disposizione delle parti e crea rapporti di controllo completi. La stazione di controllo intelligente consente di migliorare notevolmente l’efficienza e la precisione (resa) del controllo delle parti.
Questo dispositivo in attesa di brevetto utilizza la tecnologia di scansione a luce bianca (WLS), o qualsiasi altro scanner ottico, insieme a un posizionatore di parti e a Geomagic Control (precedentemente noto come Geomagic Qualify). Questo sistema fornisce controlli dell’automazione che consentono di eseguire scansioni precise e ripetute nell’arco di pochi minuti. Attraverso l’uso di Geomagic Control, uno strumento software di controllo 3D leader del settore, la stazione di controllo intelligente offre una precisione certificata da NIST e PTB per le misurazioni dimensionali, le annotazioni, i confronti e la creazione di rapporti sui risultati. Sfruttando la potente funzionalità di scripting Python di Geomagic Control, il sistema può essere personalizzato facilmente con processi automatizzati, per livelli di ripetibilità e coerenza sostenibili.
“Questo è un sistema molto versatile, in grado di fornire risultati precisi in pochissimo tempo”, ha commentato Bill Greene, cofondatore e CEO, Level 3 Inspection. “Grazie all’elevato grado di precisione fornito dal sistema di scansione a luce bianca, unito alle misurazioni e ai confronti accurati di Geomagic Control, i produttori possono controllare e posizionare le parti, nonché creare rapporti sulle parti nell’arco di pochi minuti”.
Il sistema SiS altamente configurabile offre risoluzioni di scansione di 4, 5 e 11 megapixel (o persino superiori) e volumi di misurazione compresi tra 50 e 380 mm o superiori, in diverse configurazioni per generare l’altissima densità di scansione necessaria per il controllo di parti specifiche. Attualmente dispone di un supporto a tre assi per le parti che consente di manipolare le parti davanti allo scanner, ma altre configurazioni sono già state progettate.
Qual è il vantaggio della scansione a luce bianca?
Finora il controllo delle parti è stato eseguito con macchine CMM nella cella di produzione, dove alcune centinaia di punti vengono raccolte e riportate in una tabella di coordinate da analizzare per la conformità della geometria delle parti. Questa tecnologia è stata introdotta più di 40 anni fa e non fornisce informazioni sufficienti per supportare adeguatamente le decisioni riguardanti l’ottimizzazione dei processi. Gli strumenti di metrologia ottica del 21° secolo sono più accurati e molto più completi; inoltre offrono una visualizzazione migliore della geometria della parte, per la comprensione più approfondita e maggiore affidabilità dei risultati. Queste tecnologie sono anche molto veloci.
Una delle domande che sorge spontanea quando si prendono in considerazione le moderne tecnologie di misurazione e controllo riguarda la correlazione con i metodi di controllo precedenti. Questa correlazione non è mai venuta meno per Level 3 Inspection e i suoi clienti. In un caso sono stati raccolti 200 punti CMM per misurare una protesi della cuffia della spalla, che era stata giudicata accettabile dal punto di vista dimensionale. Attraverso la scansione 3D a luce bianca della stessa parte sono stati raccolti 200.000 punti di scansione, la cui analisi ha rivelato che la parte non rientrava nei limiti di tolleranza. Nella successiva indagine sulla correlazione si è osservato che i punti CMM sovrapposti ai punti WLS presentavano una correlazione perfetta, con lo stesso numero di 5 o 6 posizioni decimali. Tuttavia i punti CMM avevano trascurato un’anomalia a forma di anello nella parte. Tale anomalia è stata invece rilevata mediante la scansione a luce bianca e ha portato a una conclusione diversa nei rapporti di controllo. Il team del cliente dedicato alla metrologia ha dichiarato che la scansione a luce bianca unita al controllo assistito da computer è “chiaramente superiore alle macchine CMM”. Il cliente ha modificato il modo in cui dimensiona le cianografie per sfruttare le moderne funzionalità di controllo 3D.
La scansione a luce bianca è molto veloce; consente di raccogliere milioni di punti dati in pochi minuti, con un livello di accuratezza e precisione senza precedenti. Lo scanner a luce bianca utilizzato nel sistema SiS è in grado di digitalizzare le parti con una precisione compresa tra 1,0 micron e 0,1 micron, a seconda della configurazione.
La calibrazione del sistema SiS è facile e veloce grazie alla libreria di file di configurazione inclusa e al semplice processo “guarda e ripeti” per lo sviluppo di procedure specifiche per le parti.
Controllo assistito da computer con Geomagic Control
Geomagic Control offre strumenti di precisione, misurazione e confronto, oltre a strumenti per la creazione di rapporti, in un ambiente flessibile e personalizzabile che si integra perfettamente nel sistema SiS di Level 3 Inspections. I dati di scansione della parte sono immediatamente visibili in Geomagic Control X da cui è possibile creare, in modo immediato, rapporti standard e pre-programmati. Il risultato può variare da rapporti molto semplici che si limitano a fornire l’indicazione “Go/No Go” fino rapporti di controllo completi, corredati di didascalie GD&T e mappe a colori in 3D.
I rapporti possono essere generati in formato PDF 3D, html, Office nonché in altri formati standard, tra cui .xml, per l’integrazione immediata nei sistemi di Controllo Statistico del Processo ai fini della comunicazione diffusa e immediata delle informazioni. Questo consente inoltre agli ingegneri e al personale addetto alla produzione di individuare velocemente problemi, tendenze e potenziali criticità evidenziati nei rapporti di controllo ma non visibili a occhio nudo.
Geomagic Control X offre anche la flessibilità dello scripting Python open source. L’ambiente di scripting Geomagic Python fornisce il collegamento tra i dati e l’hardware del cliente e la nostra tecnologia di elaborazione dati 3D leader del settore. Le funzioni di acquisizione dei dati di scansione, campionamento, riduzione del rumore, allineamento e registrazione, analisi topologica, GD&T, confronto con il CAD e creazione di rapporti possono essere personalizzate e orchestrate. Unitamente ai programmi e all’hardware dell’utente, e all’elenco interminabile di moduli Python open source professionali e accademici, Geomagic Control X fornisce realmente la personalizzazione e l’automazione con un livello di flessibilità senza precedenti.
“Con questo sistema combinato, i produttori ottengono informazioni immediate e significative riguardo alle capacità e ai limiti dei rispettivi processi”, ha riferito Greene. “L’ottimizzazione dei processi, che in passato richiedeva settimane se non mesi, ora può essere eseguita nell’arco di pochi giorni e con un numero molto inferiore di iterazioni”.
(Immagini a sinistra: In alto: prodotto acquisito tramite scansione in Geomagic Control X
Al centro: mappa a colori che indica le deviazioni e le variazioni rispetto ai dati CAD originali
In basso: modello annotato con le misurazioni. Tutte le immagini vengono raccolte automaticamente in un rapporto da utilizzare nel corso dell’operazione.)
La nuova era del controllo
Level 3 Inspection si dedica a queste tecnologie da 11 anni, durante i quali ha aiutato il settore a crescere, mentre gli strumenti sono diventati più accessibili, meno costosi e molto più efficienti. Ora che questi strumenti fanno parte di un sistema integrato automatizzato di officina, risulta più facile soddisfare i requisiti di controllo della produzione.
“Il sistema SiS è la prima risposta volta a soddisfare le richieste dei clienti, che desiderano potenziare le linee di produzione e fornire più velocemente un feedback ad anello chiuso per il controllo e la gestione dei processi”, ha dichiarato Bill Greene. “La flessibilità degli strumenti di automazione e scripting di Geomagic Control X è un fattore chiave per rendere questi processi immediati, senza la necessità di particolari competenze in materia di software da parte del personale dell’officina”.
Scopri di più sulla stazione di controllo intelligente: http://www.smartinspectionsystems.com/
