コンタクトレス・Cmm技術とその応用におけるイノベーション

精密寸法測定は、現代の交換可能な製造のバックボーンを形成します。 10年間、触覚座標測定機(CMM)は、部品の機械的に接触する分散ポイントにハードプローブを使用して、品質の最終的な仲裁人として機能します。高精度ながら、このプロセスは、本質的にシリアルであり、遅く、そして、そして、繊細なまたは新鮮な機械加工された表面を損傷することができます。タービンブレードや医療インプラントのような複雑な有機形状は、接触面の異なる点を特徴付けるのは困難です。比類のない分析、レーザー加工、およびコア加工、およびコア加工、およびコア加工、およびコア加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工、およびレーザー加工

CMMテクノロジーが無接触のものは何ですか?

非破壊的なエネルギー源、普通ライトまたはX線と物理的なスタイラスを取り替える無接触CMM。これらのシステムは表面接触なしで測定データを収集する能力によって定義されます。

[]光学および視野ベースのシステム:[これらは、ステレオビジョン、フリンジ投影、またはフォトグラメトリなどの技術を使用して3D情報が由来する2D画像をキャプチャするために高解像度カメラを使用します。フリンジ投影プロジェクトはオブジェクトに正確なパターンを精密にプロジェクト; カメラが3D座標を計算するために使用されるように、これらのパターンの歪み。
[レーザースキャニング技術:[]]レーザートリアンギュレーションプロジェクトは、オブジェクトにレーザーラインを投じます。カメラはラインを観察し、システムは、カメラの視野の線の位置に基づいて、各点に距離を計算します。タイムオブフライト(ToF)とフェーズシフトスキャナーは、レーザーパルスのリターン時間またはフェーズシフトを分析することにより、距離を測定します。
[X線計算されたトモグラフィ(XCT):[]]]]この方法は、さまざまな角度からオブジェクトの2D X線画像を撮影し、3Dのボクセルのボリュームにそれらを再構築することによって動作します。これは、メトロロジストは、タービンブレード内の内部冷却チャネルや複雑な鋳造の壁厚さなどの隠された内部機能を測定することができます。

一般的なスレッドは速度とデータ密度です。非接触システムは、毎秒数千ポイントをキャプチャし、数分で物理的部分の[の数字ツイン]を作成します。これらのシステムのための校正と基準は、このような国立計量研究所の仕事で見られるように、成熟し続けます ]]標準技術(NIST)。

フィールドを再構築する重要な技術イノベーション

高度なレーザーと構造化された光技術

現代のレーザースキャナーは、周囲光をフィルタアウトする青色レーザー技術を採用し、高反射面での堅牢な操作を可能にします。構造化された光システムは、メートル単位でミクロンレベルの精度を実現しました。高速データ取得におけるイノベーションは、自動車のボディパネル全体を秒単位でスキャンし、即時のGD&T分析のためのデータポイントの数百万を生成します。

映像とビジョンシステム

グラメトリーは、複数の写真画像からトリアンギュレーションを使用して、正確な3Dモデルを作成します。元々、レトロ反射ターゲットに依存し、現代のターゲレンデレスフォトグラメトリーは、自然な表面機能を使用します。これは、従来のCMMガントリーが実用的である翼の皮膚や胴体セクションのような大規模な航空宇宙コンポーネントにとって不可欠です。

人工知能と機械学習

AIの統合は重要な性能のジャンプを表します。機械学習アルゴリズムは機能認識を自動化し、部品を固定やバックグラウンドノイズから分離します。AIは、重要な機能がキャプチャされていることを保証する間、サイクル時間を削減するためにスキャナの経路を最適化することにより、測定計画を強化します。ディープラーニングは、欠陥検出のために使用され、良好な部分の典型的な表面外観を学び、気孔率や傷のような異常をフラグを立てます。これらのスマートシステムは、オペレータの専門知識の必要性を減らし、測定の繰り返し性を改善します。

ポータビリティとイン・スチュア測定

ハンドヘルドレーザースキャナーは、店の床に直接CMM精度をもたらしました。フォトグラメトリクストラッキングやレーザートラッカーでペアリングされたこれらのデバイスは、オペレータが大規模なダイ、ツール、または分解せずに機械を組み立てることを可能にします。ロボット搭載スキャナーは、生産ラインの割合で100%インライン検査を実行し、プロセスを完全に自動化します。ZEISSインダストリアルメトロロジー]などの業界リーダーは、リアルタイム測定プロセスを自動的に使用して、製造プロセスを調節する自動ロボットガイダンスシステムを提供します。

X線内向線撮影

XCTは分析ツールから生産準備の計測プラットフォームへと移行しました。イノベーションには、長い部品のためのヘリカルスキャン、材料分離のためのマルチエネルギーX線、高精度のための高度なスキャッター補正アルゴリズムが含まれます。メトロロジーグレードのCTシステムは、VDI / VDE 2630などの国際規格でサポートされ、以前に非破壊検査不可能であった内部幾何学のためのトレーサブル測定を提供します。

業界横断の戦略的アプリケーション

航空宇宙・防衛

航空宇宙業界は、高値コンポーネントから完璧に要求します。非接触CMMは、ブレードのねじれ、コードの長さ、およびリード/レールエッジ半径のタービンエアホイルを検査します。複合構造は、CTを使用して、プライオリエンテーションとデラミネーション検出のために評価されます。大型アセンブリは、翼から燃料までフィットチェックのためのフォトグラメトリーから恩恵を受けており、最終アセンブリの前に重要なトーランスが満たされています。

自動車・Eモビリティ

スピードは自動車生産にパラマウントされています。無接触システムは、スタンプ付きのボディパネル、エンジンブロック、および伝送ハウジングの100%を秒単位で検査します。電気自動車の場合、スキャナーはバッテリーモジュールハウジングとクーラントプレートの平坦度を検証しますが、CTシステムでは内部欠陥のバッテリーポーチセルを検査します。プレスや組立ラインへの迅速なフィードバックを提供する機能は、品質向上の重要なドライバーです。

医療機器・ライフサイエンス

医療製造は、品質と安全のための無接触測定を活用しています。複雑な有機幾何学を持ち、鏡面仕上げを必要とするヒップステムや膝関節などのインプラントは、光学スキャンに最適です。ステントとカテーテルは、壁厚さと支柱を検証するためにマイクロCTを使用して検査されます。非接触方式は、触覚プローブに関連した汚染の危険性を排除します。

エレクトロニクス・半導体

電子の小型化は蝕知の測定の実用性を作ります。高精度の視野システムは鉛ピッチ、BGAの球の高さおよびmicroviaの直径を測定します。 CTシステムは空隙のためのはんだの接合箇所を点検し、風邪の接合箇所は、大気および宇宙空間、防衛および自動車電子工学の信頼性の適用のための重要な質データを提供します。

芸術、遺産、フォレンジック

コンタクトレススキャンは、デジタル保存に広く使用されています。博物館は、保存または復元のためのアーティファクトの正確な3Dレプリカを元の処理なしで作成します。法執行は、犯罪の場面や事故の復興を文書化するためにフォレンジックスキャンを使用して、写真が提供できない目的の精度を使用します。

技術的な利点および現在の限界

主利点

スピード:]] 触感のあるプロービングと比較して、膨大なデータセットをすばやくキャプチャし、100%の検査を可能にします。
非接触:]]] 物理的な調査によって損なわれる柔らかい、壊れやすい、または上塗を施してある部品のための理想。
完全性:]] フィールドデータを提供、包括的なGD&T分析のための完璧なデジタルコピーを可能にする。
自動化:]]]は、クローズドループプロセス制御のための生産ラインに容易に統合します。

制限と課題

材料特性:]] 光沢があり、透明、または非常に暗い表面は、騒音を引き起こし、光を吸収または散布します。これは、マットスプレーコーティングを適用することによって緩和されますが、これはプロセスステップを追加します。
環境感度:]]光学系とレーザーシステムは周囲光、温度勾配、振動の影響を受けます。ショップフロアの展開には、堅牢なエンジニアリングとアクティブな温度補償が必要です。
[] 校正複雑性:[ が成熟する一方で、非接触CMM(ISO 10360-8、-9、-10など)の精度を検証するための国際規格は複雑です。トレーサビリティは、環境条件と材料特性の慎重な考慮が必要です。

非接触のメトロロジーのための未来の展望

ゼロ欠陥製造に向けたドライブは、100%検査、高速非接触方式でのみ経済的に実現可能な作業が必要です。デジタルツインコンセプトは、生産環境から連続した計量データを収集しています。レーザースキャナーとビジョンシステムは、スマートファクトリーの感覚層として機能し、クローズドループプロセス制御の実際のフィードバックを提供します。

将来の開発には、計測システムと産業用ロボットの統合が強化され、ロボットがスキャナーを使用して、原材料の部分を測定し、フライス加工経路を自動的に調整する適応加工を実現します。センサー技術とエッジコンピューティングの進歩により、測定の不確実性をサブマイクロメータ範囲に押し出し、触覚プローブの歴史的優位性を試すことが可能になります。]のような機関の研究では、国立物理研究所(NPL)が、これらの測定基準を非接触に保つために、これらの基準を国際的に維持することを可能にします。

コンテンツ

コンタクトレスCMM技術は、基本的に測定可能なものを変更しました。速度、データ密度、非破壊的な評価を優先することにより、高度な製造の重要なニーズに対応します。従来の蝕知CMMを完全に置き換えることはありませんが、特定の厳格な幾何学と定義されたダタムチェックよりも優れているため、それらは大幅に寸法測定の封筒を拡大します。物理的なオブジェクトを秒単位でデジタル化し、設計の完全幾何学的形状を分析する能力は、より正確な設計技術がより速くなり、より正確な設計がより迅速になるように、これらの技術が、より正確な設計を最適化することを可能にします。