Esempio applicativo: Controllo qualità dei componenti in
lamiera stampata
Tecniche di misurazione ottica 3D e software d‘analisi per
il controllo qualità di componenti in lamiera stampata
Sistema di misura: ATOS
Parole chiave: stampaggio lamiera, ritorno elastico, rifilatura, schema dei fori,
profili, calibri di misura
Il controllo e la gestione della qualità sono fasi della catena di processo che
stanno acquisendo sempre maggiore importanza nello sviluppo e nella produzione.Il decentramento della produzione dei componenti da parte dei fornitori
impone il rispetto di specifiche ancor più rigorose per assicurare un assemblaggio perfetto nelle fasi finali della catena di processo e un prodotto finito che
rispetti gli alti standard qualitativi previsti. A questo scopo, i sistemi ottici di
digitalizzazione si sono affermati sempre di più nell‘analisi delle lamiere individuali, dell‘assemblaggio e durante il collaudo degli stampi.
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Esempio applicativo: Controllo qualità dei componenti in
lamiera stampata
Tecniche di misurazione ottica 3D e software d‘analisi per
il controllo qualità di componenti in lamiera stampata
Sistema di misura: ATOS
Parole chiave: stampaggio lamiera, ritorno elastico, rifilatura, schema dei fori,
profili, calibri di misura
Tecnologie di misurazione ottica 3D
In passato, le parti in lamiera stampata erano analizzate da sistemi di misura
tattile solo in poche aree della superficie a causa dei limitati tempi riservati
all’analisi. Le nuove tecnologie di misurazione ottica 3D, invece, sono in grado
di acquisire la geometria completa della superficie del componente utilizzando
una nuvola di punti ad alta risoluzione. (Fig. 1)
Fig. 1: Tecnologia di misurazione
ottica 3D a superficie intera, acquisizione della geometria completa
del componente (rete STL), schema
dei fori (fori, tagli, ...) e profili
(rifilatura e ritorno elastico)
Il digitalizzatore 3D ATOS è una soluzione di misura robusta, rapida e precisa
utilizzata dalle maggiori aziende leader nel settore dei beni di consumo, aerospaziale e automobilistico come BMW, Audi e Volkswagen. ATOS unisce l’alta
qualità dei dati di misura con la flessibilità che lo rende adatto non solo alle
sale metrologiche ma anche nei reparti presse e negli ambienti di produzione
dei pezzi grezzi. Indipendente dalle dimensioni dell’oggetto da misurare, ATOS
fornisce precise coordinate 3D ed esegue una reportistica completa dei risultati
di misura e analisi.
Fig. 2: Misurazione ottica 3D
portatile, analisi del componente nell’ambiente produttivo.
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Grazie al riconoscimento guidato delle feature si ottengono dati di
misura certi
Fino a poco tempo fa, la misura di spigoli vivi richiedeva l’uso di macchine di
misura a coordinate poichè i sistemi di digitalizzazione ottica non garantivano
risultati adeguati. Grazie allo sviluppo completo e interno alla nostra azienda di
un software per il sensore, la misura e l’analisi, è stato possibile sviluppare un
approccio efficace e un workflow completo studiato appositamente per l’intero
processo di analisi della lamiera (Fig.3).
Fig. 3: Workflow GOM per l’analisi delle
parti in lamiera
ATOS consente la misura di feature comuni come lo schema dei fori, ma anche la
rifilatura e il ritorno elastico dei bordi grazie al “Guided Feature Measurement
Strategy” (Strategia di misura guidata delle features). Utilizzando le feature
da analizzare dopo averle estratte dal CAD, il software mostra all’utilizzatore,
ad esempio, le migliori posizioni che deve assumere il sensore per misurare in
modo ottimale un’apertura ad asola. Perfino gli spigoli vivi possono essere misurati con la precisione dei subpixel utilizzando algoritmi appositamente sviluppati.
Fig. 4: „Guided Feature Measurement Strategy“ per specifiche misurazioni di superfici,
schemi dei fori e bordi profilati.
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Dime e supporti
Le parti fisse possono essere misurate senza l’ausilio di dime o supporti usando ATOS, il digitalizzatore non a contatto, poiché l’allineamento dei dati di
misura con i dati CAD è guidato da punti RPS nel software d’analisi (Fig. 5). Se
un componente in lamiera viene digitalizzato a sè stante e dopo la sua installazione, le diverse deformazioni posso essere misurate e visualizzate. E’ possibile,
inoltre, effettuare un allineamento variabile grazie alla grande quantità di
dati, contribuendo ad una risoluzione più rapida dei problemi durante l’analisi
dell’assemblaggio (Fig. 6).
Fig. 5: Allineamento con i punti RPS nel software di analisi ATOS
Fig. 6: L’allineamento variabile dei componenti spesso contribuisce ad una risoluzione ancora più rapida dei problemi durante l’analisi dell’assemblaggio.
Per effettuare misurazioni di componenti staffati, le tecnologie di misurazione
non a contatto permettono di elaborare un sistema di fissaggio adattativo e in
questo modo risparmiare su costosi calibri. Ad esempio, una semplice dima di
sostegno è in grado di sostituire sei calibri per la misurazione e dato che può essere usata in parallelo per diverse parti, si riducono così lo spazio necessario allo
stoccaggio e i tempi di produzione.
Fig. 7: La tecnologia di misurazione ottica 3D consente l’utilizzo di un metodo di sostegno
adattativo che permette il risparmio di spazio e costi.
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Il software d’analisi GOM ATOS: un approccio completo dal piano di
misura fino alla misurazione e all’analisi
Il software d’analisi ATOS consente l’importazione dei formati CAD oltre ai piani
di misura tradizionali come Catia List, DMIS,... (Fig. 8). Inoltre, le feature per
l’analisi che sono già state aggiunte ai dati CAD possono essere inserite, come
ad e le tolleranze superficiali, profili, tolleranze di forma e posizione (Fig. 9).
Fig. 8: Importazione del piano
di misura nel software d’analisi
ATOS (DMIS)
Fig. 9: Importazione diretta della feature d’analisi
dal CAD al software d’analisi ATOS (tolleranze
superficiali)
Dopo l’allineamento, si può determinare la deviazione di ciascun punto dati rispetto al CAD. Usando i dati di misura della digitalizzazione, il software è quindi
in grado di fornire un’immagine 3D in scala cromatica che delinea le deviazioni
dell’intera superficie rispetto al CAD (Fig. 10). In questo modo le deviazioni
locali possono essere analizzate utilizzando le sezioni d’analisi (Fig.11).
Fig. 10: Obiettivo della scansione a superficie intera: la comparazione effettiva dei
dati di misura rispetto al CAD
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Fig. 11: Rappresentazione dettagliata
delle deviazioni utilizzando le sezioni
d’analisi con una soglia di tolleranza
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Nel controllare i bordi, si può tracciare una differenza tra la deviazione normale
(ritorno elastico) e la deviazione tangenziale (finitura) (Fig.12). Oltre all’analisi
bidimensionale e la comparazione reale, la misura della rifilatura, del ritorno
elastico e dello schema dei fori può essere analizzata con il sistema per i bordi
ripiegati e per il Gap & Flush (giochi e interstizi) (Fig. 13 - 15).
Fig. 12-15: Analisi della finitura e del ritorno elastico, profilo CAD, analisi degli schemi dei
fori, controllo di un bordo ripiegato.
I risultati della misura possono essere trasferiti nei report con una configurazione personalizzabile. In aggiunta alle immagini, tutti i valori possono essere
esportati in tabelle, in formato Word, Excel o HTML (Fig. 16).
Fig. 16: Configurazione dei report di misura e analisi in formato tabella e cartaceo.
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Oltre a tutto ciò, l’ATOS 3D Viewer gratuito supporta l’utilizzo simultaneo dei
dati di misura di coordinate 3D e la loro analisi. Tutti i dati di misura 3D e i risultati dell’analisi sono disponibili in un file compresso per lo scambio e il successivo utillizzo da parte di colleghi e clienti (Fig. 17).
Sessione di ATOS Viewer
Tutti i dati 3D e i risultati
dell‘analisi disponibili per lo
scambio e ulteriori analisi
ATOS 3D Viewer gratuito
Clienti e colleghi
Fig. 17: Configurazione dei report di misura e analisi in formato tabella e cartaceo.
Celle di misura automatizzate: sicurezza di processo e analisi del trend
Celle d’analisi flessibili e automatizzate possono essere realizzate in combinazione con robot, tavole rotanti e unita di posizionamento lineare (Fig. 18). La
missurazione a superficie intera dei componenti consente di emettere una semplice valutazione di GO/NO GO, mostrando inoltre il corso delle deviazioni per
una rapida analisi dei processi (Fig.19). Tutto ciò si risolve in un rilevamento preventivo dei potenziali problemi così da operare una correzione tempestiva dei
processi con dei costi di produzione ridotti e un controllo qualità più efficiente.
Fig. 18 e 19: Le celle di misura automatizzate per le misurazioni associate alla produzione in serie contribuiscono alla riduzione degli scarti e dei tempi di rilavorazione grazie
all’analisi di processo (PCS) e alla risoluzione mirata dei problemi.
Tecnologie di misurazione ottica 3D: un vantaggio significativo per il
settore dello stampaggio lamiera
Le aziende che si affidano alle tecnologie di misurazione ottica traggono vantaggio da tempi di produzione e di avvio ridotti. Queste rimangono competitive
poiché aiutano i clienti ad andare dall’idea al prodotto finito in meno tempo, ottimizzare i processi produttivi e minimizzare gli scarti nel corso della produzione.
Riguardo alle celle di misura, il vantaggio risulta significativo grazie all’approccio
completo di un unico sistema che comprende l’hardware per la misura e un software per l’analisi, oltre che al training e ad un supporto affidabile.
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