A cosa prestare attenzione nella misurazione di parti in lamiera metallica

Ogni tipo di parte presenta una serie specifica di difficoltà di ispezione. Questo è particolarmente vero per le parti in lamiera metallica composte da diverse entità, ognuna con un posizionamento e tolleranze di dimensionamento diversi, spessori nominali e dimensioni variabili. Queste caratteristiche possono richiedere di per sé molto lavoro indipendentemente dalla tecnica di misurazione.

I bordi sottili del materiale e la natura flessibile, le sue geometrie complesse con curvature particolari, i fori punzonati, e i componenti di grandi dimensioni come i pannelli della carrozzeria delle automobili contribuiscono alla complessità del lavoro. Queste difficoltà possono essere complicate dalle variazioni introdotte in fase di processo produttivo, come lo stampaggio e la curvatura.

Questo articolo sottolinea i fattori chiave che gli operatori devono considerare quando ispezionano le lamiere metalliche in base alla tecnica utilizzata – che preveda l'uso di macchine di misurazione delle coordinate (CMM), dime di controllo, entità geometriche estratte mediante la variazione dei valori di grigio, o scanner 3D.

A cosa prestare attenzione per la misurazione di parti in lamiera metallica con la CMM

Rapida e ripetibile ma…

Le dime di controllo permettono di effettuare ispezioni veloci, ripetibili e di facile esecuzione per gli operatori; questo le rende ideali per la produzione di grandi volumi. Assicurano un controllo qualità coerente fornendo una verifica di accettabilità che richiede una formazione minima. Gli operatori possono facilmente posizionare il pezzo nella dima e verificare le deviazioni, velocizzando le ispezioni senza ricorrere ad attrezzatura o software complessi.

Assenza di versatilità

Le dime di controllo sono pensate per parti specifiche, quindi ogni parte in lamiera metallica richiede una nuova dima. Questa mancanza di versatilità fa aumentare il tempo e il costo per ogni modifica del prodotto, perché ogni modifica di un pezzo rende la sua dima obsoleta oppure ne richiede l'aggiornamento.

Costose da progettare, conservare, e manutenere

Le dime di controllo possono usurarsi nel tempo, causando ispezioni inaccurate in assenza di manutenzione o calibrazione idonea. Essendo ingombranti comportano dei costi di deposito significativi. Inoltre, la loro progettazione e costruzione è costosa, soprattutto per cicli produttivi brevi, e questo le rende meno redditizie quando si prevedono frequenti modifiche progettuali.

Di conseguenza, le dime di controllo sono molto efficaci per la produzione ad alto volume quando non sono previste modifiche di progettazione. Comunque, i professionisti del settore automobilistico e dell'aerospazio potrebbero trarre un maggiore vantaggio da una soluzione che sia veloce e ripetibile, e che fornisca al tempo stesso una maggiore versatilità per le modifiche di progettazione. Questo approccio può portare a risparmi sull'investimento iniziale, sui costi di manutenzione e di immagazzinamento.

Aspetti da osservare nell'ispezione della qualità della lamiera metallica tramite le entità geometriche estratte in basate sui valori di grigio

Accurata se

Gli operatori devono regolare correttamente diversi parametri di acquisizione e ispezione, come gli angoli della fotocamera, le zone di adattamento e il tempo di esposizione. Queste impostazioni assicurano che le immagini abbiano un contrasto e una chiarezza ottimali per evidenziare le differenze sulle texture superficiali e individuare i potenziali difetti. Ma, siccome perfino le deviazioni più piccole possono portare a misurazioni inaccurate, il metodo complessivo diventa fortemente dipendente dalle capacità e dall'esperienza dell'operatore nel gestire queste regolazioni.

Flusso di lavoro lento e complesso

Il processo di ispezione diventa complesso quando comprende la fotogrammetria, perché questo metodo richiede l'acquisizione di un grande numero di immagini da angoli diversi. Questo, insieme alla necessità di regolare attentamente numerosi parametri, rallenta notevolmente il processo di lavoro. I tempi di configurazione e di acquisizione dei dati si allungano perché ogni scatto richiede una calibrazione e un allineamento preciso.

Sensibile alle condizioni ambientali

Il metodo di ispezione basato sulle immagini funziona in modo ottimale solo in condizioni controllate di illuminazione. Anche delle leggere variazioni della luce ambientale, del colore del pezzo, o dello sfondo possono alterare il contrasto (o i valori di grigio), incidendo sull'aspetto del pezzo nel suo ambiente. Queste incoerenze possono interferire con l'acquisizione delle immagini, alterando potenzialmente la distribuzione dei livelli di grigio e compromettendo l'individuazione dei difetti.

Di conseguenza, le entità geometriche acquisite in base ai valori di grigio forniscono un'analisi dettagliata della lamiera metallica solo in condizioni controllate di illuminazione, richiedendo illuminazione e sfondi stabili – difficili da ottenere nell'ambiente della linea di produzione – per risultati accurati. Tuttavia, l'efficacia di questo metodo si basa sulla regolazione precisa dei parametri, e questo rende il processo complesso e altamente dipendente dall'operatore. Per ottimizzare l'ispezione delle lamiere metalliche, i settori dell'industria automobilistica e dell'aerospazio potrebbero ottenere un valore maggiore da una soluzione che non dipenda né dall'operatore né dall'ambiente.

Cosa sapere sull'estrazione delle entità geometriche in base ai bordi nella scansione di parti in lamiera metallica

Sensibilità alla struttura e alla risoluzione delle mesh

Questa tecnica è sensibile alla struttura e alla risoluzione delle mesh, in quanto si basa sull'accuratezza e sulla densità dei dati di scansione 3D per estrarre efficacemente i bordi e le entità geometriche. Una scansione a bassa risoluzione produce una mesh grezza, che fa apparire i bordi frastagliati o incompleti rendendo difficile l'estrazione di linee e curve precise. Allo stesso modo, se la mesh non è ben strutturata, i bordi possono apparire frammentati o irregolari, incidendo negativamente sull'estrazione delle entità.

Lentezza con una risoluzione elevata

L'aumento della risoluzione per acquisire i dettagli più piccoli può migliorare l'accuratezza dell'estrazione delle entità. Una mesh più densa fornisce bordi più lisci e continui, ma rallenta anche il processo di scansione, riducendo l'efficienza di ispezione. Questo compromesso rende la scansione ad alta risoluzione irrealizzabile per ispezioni ad alta produttività, come quelle necessarie per parti in lamiera metallica.

Risultati troppo dipendenti da operatori e parametri

Quando i risultati dipendono dalle impostazioni di risoluzione e dai parametri di estrazione,diventa più facile mettere in dubbio l'affidabilità dei dati e dell'attrezzatura piuttosto che individuare i possibili difetti di produzione. Il problema è critico soprattutto per parti complesse in lamiera metallica che richiedono un'acquisizione dati accurata e un'analisi meticolosa. Analogamente, operatori diversi potrebbero estrarre risultati diversi secondo il loro giudizio, la loro esperienza e i parametri scelti, aumentando ulteriormente la variabilità.

Di conseguenza, i reparti del controllo qualità devono eliminare le ambiguità e le variazioni derivanti dall'attrezzatura o dal metodo di misurazione. Di nuovo, i professionisti dell'industria automobilistica e dell'aerospazio hanno bisogno di un metodo d'ispezione affidabile, che non dipenda dalla struttura delle mesh, dalla risoluzione delle scansioni, e che non sia influenzato dalle condizioni ambientali o dai livelli di competenza degli operatori.

Il metodo ideale per l'ispezione di parti in lamiera metallica

Se ogni tecnica d'ispezione presenta una propria serie di difficoltà, esiste un metodo ideale per l'ispezione di parti in lamiera metallica? Questa è l'iniziativa che il team di Creaform, in collaborazione con i principali costruttori automobilistici, ha deciso di intraprendere.

Indipendenza dall'operatore per un'accuratezza ottimizzata

Hanno sviluppato una nuova soluzione per l'ispezione di lamiere metalliche in grado di acquisire entità 2D senza basarsi sulle competenze dell'operatore per regolare i complessi parametri di estrazione o dover considerare la struttura delle mesh o la risoluzione di scansione.

Un metodo che prevede l'uso di indicatori visivi per assicurare un'acquisizione dati ottimale e una convalida dei dati intuitiva, confermando la raccolta di tutte le informazioni necessarie per un'ispezione accurata.

Una soluzione di scansione 3D con un'interfaccia semplice e intuitiva che fornisce indicazioni passo passo, che prevede meno parametri da regolare durante l'acquisizione, riducendo al minimo il peso dell'operatore sulla variabilità della misurazione, eassicurando un'accuratezza eccezionale in qualsiasi condizione.