3D स्कैनिंग & को समझना; आधुनिक विनिर्माण में इमेजिंग

प्रेसिजन विनिर्माण तंग सहिष्णुता और दोहराने योग्य प्रक्रियाओं की मांग करता है। होनिंग, सटीक बोर ज्यामिति और सतह खत्म करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एक परिष्करण प्रक्रिया, पारंपरिक रूप से मैनुअल माप और ऑपरेटर कौशल पर निर्भर है। हालांकि, 3 डी स्कैनिंग और इमेजिंग तकनीकों को एकीकृत करने से होस्टिंग और गुणवत्ता नियंत्रण दोनों को बदल दिया गया है। ये उपकरण व्यापक आयामी और सतह डेटा को कैप्चर करते हैं, जिससे इंजीनियरों को डेटा-चालित निर्णय लेने में सक्षम बनाया जा सकता है जो परिवर्तनशीलता को कम करते हैं और चक्र के समय में सुधार करते हैं।

3 डी स्कैनिंग अपनी सतह पर लाखों डेटा बिंदुओं को कैप्चर करके एक भाग का एक डिजिटल जुड़वा बनाता है। आम प्रौद्योगिकियों में संरचित प्रकाश स्कैनिंग, लेजर त्रिकोणीयकरण और फोटोग्राममेट्री शामिल हैं। संरचित प्रकाश प्रणालियों की परियोजना ने एक वस्तु पर प्रकाश डाला और 3 डी निर्देशांक को समझने के लिए विरूपण को माप दिया, जिससे उन्हें जटिल ज्यामिति के लिए आदर्श बनाया गया। लेजर स्कैनर एक चलती लेजर लाइन और एक कैमरा का उपयोग सतहों को फिर से बनाने के लिए करते हैं, जो बड़े बोरों के लिए उच्च गति और सटीकता प्रदान करते हैं। फोटोग्राममेट्री विभिन्न कोणों से कई छवियों का उपयोग करती है ताकि बिंदु बादल उत्पन्न हो सके - बहुत बड़े या अचल भागों के लिए उपयोग किया जा सके।

इस संदर्भ में इमेजिंग उच्च संकल्प डिजिटल कैमरों और मशीन दृष्टि प्रणालियों को संदर्भित करता है जो सतह की विशेषताओं, बनावट और दोषों का विश्लेषण करते हैं। जब उन्नत एल्गोरिदम के साथ युग्मित होता है, तो इमेजिंग सतह की खुरदरापन (Ra, Rz, Rq) और लहराती जैसी मात्रात्मक मीट्रिक प्रदान करता है, सीधे पिक्सेल तीव्रता विविधताओं से। 3D स्कैनिंग (geometry) और इमेजिंग (surface शर्त) की तालमेल भाग की गुणवत्ता की पूरी तस्वीर देता है।

माननीय सेटअप में 3 डी स्कैनिंग के अनुप्रयोग

होस्टिंग एक महत्वपूर्ण चरण है जहां उपकरण चयन, फ़ीड दरों और स्ट्रोक मापदंडों को वांछित परिणाम के साथ संरेखित करना चाहिए। ऐतिहासिक रूप से, सेटअप में लागत परीक्षण रन और लगातार गेज चेक शामिल हैं। 3 डी स्कैनिंग शुरू होने से पहले बोर की स्थिति पर तत्काल प्रतिक्रिया प्रदान करके इस क्रांति को क्रांति प्रदान करती है।

पूर्व-Scanning बोर ज्यामिति

होनिंग से पहले, किसी न किसी बोर का एक 3 डी स्कैन टेंपर, ओलिटी और सेंटरलाइन विचलन की पहचान करता है। स्कैनर पूरी बोर सतह पर कब्जा कर लेता है, जिससे एक बिंदु बादल उत्पन्न होता है जिसकी तुलना सीएडी मॉडल की तुलना में की जा सकती है। इससे तकनीशियनों को अनुमति मिलती है:

  • ] - वास्तविक बोर मात्रा को मापने के द्वारा लक्ष्य ज्यामिति बनाम, समय को अनुकूलित किया जा सकता है।
  • Detect अनियमितता - इंटरप्टेड कट, कोर शिफ्ट, या अवशिष्ट मशीनिंग अंक दृश्यमान हो जाते हैं, मार्गदर्शक उपकरण पथ समायोजन।
  • Align टूल पोजीशन - स्कैनिंग यह निर्धारित करती है कि बोर अक्ष समानांतर है या संदर्भ चेहरे के लिए लंबवत है, सटीक उपकरण संरेखण को सक्षम बनाता है।

परिणाम एक सेटअप है जो प्रारंभिक रनों के दौरान कम स्क्रैप वाले हिस्सों के साथ घंटों के बजाय मिनट लेता है।

इमेजिंग के साथ इन-प्रोसेस मॉनिटरिंग

कुछ उन्नत सिस्टम इमेजिंग सेंसर को होनिंग मशीन में एकीकृत करते हैं। प्रक्रिया के दौरान, एक कैमरा हर कुछ स्ट्रोक चक्र के बाद बोर सतह को कैप्चर करता है। सॉफ्टवेयर जला निशान, खरोंच या असमान ग्रिट पहनने के लिए छवियों का विश्लेषण करता है। यदि कोई दोष दिखाई देता है, तो मशीन वास्तविक समय में स्ट्रोक की लंबाई या पत्थर के दबाव को समायोजित कर सकती है। यह बंद लूप नियंत्रण ओवर-हॉनिंग या अंडर-हॉनिंग के जोखिम को कम कर देता है।

गुणवत्ता नियंत्रण 3 डी इमेजिंग का उपयोग करना

होनिंग के बाद, गुणवत्ता नियंत्रण को यह सत्यापित करना होगा कि यह हिस्सा इंजीनियरिंग विनिर्देशों को पूरा करता है। एयर गेज या स्टाइलस प्रोफिलोमीटर के साथ पारंपरिक निरीक्षण धीमा है और केवल बिंदु माप प्रदान करता है। 3 डी इमेजिंग एक समग्र दृष्टिकोण प्रदान करता है।

सतह बनावट विश्लेषण

इमेजिंग आधारित प्रोफिलोमेट्री पूरे बोर में सतह खुरदरापन को मापने के लिए फोकस विविधता या confocal माइक्रोस्कोपी का उपयोग करती है। एक संपर्क स्टाइल के विपरीत जो एक एकल पंक्ति का पता लगाता है, ऑप्टिकल इमेजिंग एक 3D सतह का नक्शा उत्पन्न करता है। यह मानचित्र न केवल रा / आरज़ मान बल्कि दिशात्मक पैटर्न (जैसे क्रॉस-हैच एंगल और प्लेटाऊ) को प्रकट करता है। इंजन सिलेंडर बोर के लिए, सही क्रॉस-हैच पैटर्न तेल प्रतिधारण और रिंग सीलिंग के लिए महत्वपूर्ण है। इमेजिंग यह सत्यापित कर सकता है कि होनिंग पैटर्न सतह के 100% में कोण और गहराई विनिर्देशों को पूरा करता है।

आयामी सत्यापन

पोस्ट-प्रोसेस 3D स्कैनिंग यह पुष्टि करता है कि honed व्यास, गोलाई और cylindricity सहिष्णुता के भीतर हैं। बिंदु बादल को CAD मॉडल में पंजीकृत किया जा सकता है, और विचलन आसान व्याख्या के लिए रंग-मैप किए गए हैं। यह तीन गहराई पर व्यास की जांच से कहीं अधिक व्यापक है। यह घंटी-माउथिंग या hourglass आकार जैसे सूक्ष्म त्रुटियों का पता लगाता है जो पारंपरिक गेज याद करते हैं।

दोष का पता लगाना

माइक्रोस्कोपिक दोषों को खोजने में इमेजिंग एक्सेल। उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरा पिट, दरारें, एम्बेडेड अपघर्षक कणों, या फिर से जमा सामग्री की पहचान कर सकते हैं। दोष पुस्तकालयों पर प्रशिक्षित मशीन लर्निंग मॉडल स्वचालित रूप से गैर-अनुरूपण भागों को ध्वज दे सकते हैं, ऑपरेटर की विषयता को हटा सकते हैं। यह विशेष रूप से उच्च मात्रा के उत्पादन में मूल्यवान है जहां स्थिरता पैरामाउंट है।

3D टेक्नोलॉजीज को एकीकृत करने के लाभ

कंपनी जो 3D स्कैनिंग को अपनाने और रिपोर्ट को स्पर्श करने योग्य सुधारों की उम्मीद के लिए इमेजिंग को अपनाने वाली हैं।

  • ]Reduced सेटअप समय - पूर्व-स्वीकृति अनुमानों को समाप्त करती है, आम तौर पर 40-60% तक प्रथम-आर्किल अनुमोदन समय को कम करती है।
  • ]]निम्नलिखित स्क्रैप दरें – इन-प्रोसेस मॉनिटरिंग खराब हिस्सों को खत्म करने की लागत से बचने के लिए दोषों को जल्दी पकड़ती है।
  • ]वर्धित अनुरेखण - प्रत्येक भाग को अपनी ज्यामिति और सतह की स्थिति का डिजिटल रिकॉर्ड मिलता है, जो ISO 9001 और AS9100 अनुपालन का समर्थन करता है।
  • Optimized टूल लाइफ - सटीक स्टॉक की स्थिति को जानने से किसी न किसी सामग्री पर अधिक आक्रामक फ़ीड का उपयोग करने की अनुमति मिलती है और अंत में ठीक हो जाता है, समान रूप से पहनने को वितरित करता है।
  • ]ग्राहक विश्वास - नमूना गेजिंग के बजाय वास्तविक स्कैन डेटा की रिपोर्ट गुणवत्ता का अवांछनीय सबूत प्रदान करती है।

ये लाभ सीधे लागत बचत में बदल जाते हैं। एक मध्यम आकार का इंजन संयंत्र जो होस्टिंग के लिए 3 डी स्कैनिंग पर स्विच किया गया, 30% तक फिर से काम कम हो गया और सामग्री और श्रम में सालाना अनुमानित $ 250,000 की बचत की।

कार्यान्वयन विचार

इन प्रौद्योगिकियों को सफलतापूर्वक एकीकृत करने के लिए सावधानीपूर्वक योजना की आवश्यकता होती है। सभी प्रणालियों को समान नहीं बनाया गया है, और विकल्प भाग के आकार, सामग्री और उत्पादन की मात्रा पर निर्भर करता है।

उपकरण चयन

छोटे बोरों के लिए (व्यास में 50 मिमी से कम) एक रोटरी स्टेज पर एक लेजर लाइन स्कैनर अच्छी तरह से काम करता है। बड़े इंजन ब्लॉकों के लिए, एक पोर्टेबल संरचित प्रकाश स्कैनर या एक समन्वय मापने मशीन (CMM) एक ऑप्टिकल जांच के साथ बेहतर हो सकता है। इमेजिंग सिस्टम में फिनिश देखने के लिए पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन होना चाहिए: कम से कम 5 मेगापिक्सेल और उपयुक्त बढ़ाव के साथ एक लेंस। कंपन, धूल और प्रकाश व्यवस्था जैसे पर्यावरणीय कारकों को नियंत्रित किया जाना चाहिए।

सॉफ्टवेयर & amp; डेटा प्रबंधन

स्कैनिंग से पॉइंट क्लाउड प्रति भाग कई गीगाबाइट हो सकते हैं। रॉबस्ट सॉफ्टवेयर (जैसे पॉलीवर्क्स, जियोमैग्नेटिक कंट्रोल एक्स, या जीओएम इंस्पेक्ट) को संरेखण, विश्लेषण और रिपोर्टिंग के लिए आवश्यक है। ये प्लेटफॉर्म CAD की तुलना के लिए सर्वोत्तम फिट एल्गोरिदम भी संभालते हैं। इमेजिंग डेटा को विशेष बनावट विश्लेषण सॉफ्टवेयर की आवश्यकता हो सकती है। इस डेटा को विनिर्माण निष्पादन प्रणाली (एमईएस) या गुणवत्ता प्रबंधन प्रणाली (क्यूएमएस) में एकीकृत करना यह सुनिश्चित करता है कि निर्णय वास्तविक समय की जानकारी पर आधारित हैं।

प्रशिक्षण और प्रशिक्षण; प्रोटोकॉल

तकनीशियनों को यह जानना चाहिए कि स्कैनर को कैसे तैनात किया जाए, गति कलाकृतियों को कम किया जाए और विचलन मानचित्रों की व्याख्या की जाए। मानक ऑपरेटिंग प्रक्रियाओं को परिभाषित करना चाहिए: कौन से पैरामीटर स्कैन करने के लिए (पूर्ण बोर या पैच?), अक्सर इमेजिंग सिस्टम को कैसे कैलिब्रेट करें, और सीमावर्ती परिणामों को कैसे संभालें। नियमित गेज आर एंड amp; आर अध्ययन यह सुनिश्चित करते हैं कि माप प्रणाली स्वयं स्थिर है।

बाह्य संसाधनों जैसे एएसटीएम E284 मानक उपस्थिति के लिए और आईएसओ 25178 सतह बनावट के लिए सत्यापन के लिए ढांचा प्रदान करते हैं। निर्माताओं को भी परामर्श करना चाहिए NIST दिशानिर्देश 3D इमेजिंग ]] पर अंशांकन और माप अनिश्चितता में सर्वोत्तम प्रथाओं के लिए।

केस स्टडी: होनिंग हाइड्रोलिक सिलिन्डर

हाइड्रोलिक सिलेंडर ट्यूबों के निर्माता ने एक एयर गेज के साथ हर तीन मिनट में बोर को मापने के द्वारा honing स्थापित करने के लिए उपयोग किया। सेटअप को 1-माइक्रोन व्यास सहिष्णुता को प्राप्त करने के लिए कई परीक्षण रन की आवश्यकता थी। होनिंग से पहले ट्यूब के अंदर एक लेजर स्कैनर स्थापित करने के बाद, तकनीशियन को यह देखा जा सकता है कि प्री-होन बोर में 15-माइक्रोन टेंपर था। उन्होंने पहली पास में अंतिम विनिर्देश प्राप्त करने के लिए टूल ऑफ़सेट को समायोजित किया। पोस्ट-होन इमेजिंग ने आगे 45 ° ± 2 ° के एक सुसंगत क्रॉस-हैच कोण की पुष्टि की। कंपनी अब 3 डी इमेजिंग के साथ अपने ट्यूबों का 100% निरीक्षण करती है, ग्राहक को शून्य के करीब लौटा देता है।

भविष्य के रुझान

सेंसर लागत ड्रॉप और कंप्यूटिंग शक्ति बढ़ने के रूप में, 3 डी स्कैनिंग और इमेजिंग प्रयोगशाला से दुकान के फर्श तक चल रहे हैं। हैंडहेल्ड स्कैनर अब सब-10-माइक्रोन सटीकता प्रदान करते हैं, और इमेजिंग सिस्टम एक सेकंड के तहत सतह खुरदरापन को कैप्चर कर सकते हैं। मशीन लर्निंग दोष वर्गीकरण को स्वचालित कर रही है, और डिजिटल जुड़वां सिमुलेशन इंजीनियरों को यह भविष्यवाणी करने की अनुमति देते हैं कि कैसे एक दिया गया बोर भाग को छूने से पहले ही हो जाएगा। डिजिटल थ्रेड पहल के साथ 3 डी डेटा की अभिसरण पूरी तरह से पता लगाने योग्य, बंद लूप हो जाने वाली कोशिकाओं को सक्षम करेगा।

परिशुद्धता विनिर्माण में उन लोगों के लिए, इन प्रौद्योगिकियों में निवेश करना अब वैकल्पिक नहीं है - यह एक प्रतिस्पर्धी आवश्यकता है। सेटअप और गुणवत्ता नियंत्रण दोनों में 3 डी माप को एम्बेड करके, कंपनियां स्थिरता के स्तर को प्राप्त करती हैं जो एक दशक पहले असंभव थे।

निष्कर्ष

3D स्कैनिंग और इमेजिंग ने जगह अनुप्रयोगों से परे स्थानांतरित कर दिया है ताकि सेटअप और गुणवत्ता नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए मुख्य उपकरण बन सकें। वे सटीक आयामी डेटा प्रदान करते हैं, सतह की बनावट को व्यापक रूप से कैप्चर करते हैं, और वास्तविक समय में समायोजन को सक्षम करते हैं जो अपशिष्ट और पुन: कार्य को कम करते हैं। जब सही उपकरण, सॉफ्टवेयर और प्रशिक्षण के साथ कार्यान्वित किया जाता है, तो ये तकनीकें उच्च पैदावार, अधिक थ्रूपुट और मजबूत ग्राहक विश्वास के माध्यम से निवेश पर तेजी से वापसी प्रदान करती हैं। विनिर्माण उत्कृष्टता का रास्ता डेटा के रूप में अपने हिस्सों को देखने के साथ शुरू होता है-और 3D स्कैनिंग और इमेजिंग उस दृष्टि को प्रदान करते हैं।