【实战教程】如何用三维检测软件进行质量控制

随着三维扫描仪的不断普及和更新,基于三维扫描获取的数据进行三维检测也逐渐被许多企业应用于质量检测、变形分析以及改进设计等工作。以往如果需要进行实物与三维模型或二维图纸进行比对,最常用的方法是利用测量设备如三坐标测量仪等进行测量,如果需要把实物的所有尺寸都采集完整,特别是面信息的采集,不免需要花费不少的时间和人力。

三维检测是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,主要用于对物体空间外形和结构进行扫描,以获得物体表面的空间坐标,将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号,为三维数字模型与实物的对比提供了相对方便快捷的手段。虽然一时还不能完全取代传统方法的检测,但检测工作的数字化、灵活化和智能化是未来发展的趋势。

Geomagic Control(原Geomagic Qualify)是一款常用而易上手的三维检测软件,可帮助用户大量减少生产线停机时间,提高准确度并在制造过程中及以后改善零件品质。下面,本文将用一个实际案例介绍一下利用Geomagic Control进行三维检测的工作流程。

背景:某医院更新了一批骨科医疗器械,希望通过三维检测判断器械实体与软件中的三维模型偏差是否在允许范围内,来验证这批器械是否合格可用。

目的:利用Geomagic Control软件对利用三维扫描得到的数字化实体以及三维模型进行对比、检验,生成检验报告

一、准备工作

1.  对器械进行三维扫描(具体做法可参考我们6月7日文章《【实战教程】汽车离合器壳体的三维扫描及逆向建模》);

2.对扫描数据进行扫描数据修复,修复破洞、毛边等;将逆向建模完成以后的文件保存成封装文件(.wrp格式),导入Geomagic Control软件中,同时导入原三维模型(.igs格式);

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3.  可以看到左边“模型管理器”中原模型已经被设为了参考(REF),右键单击逆向建模生成的模型,设置为测试对象(TEST)。

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二、对齐模型

1.选中参考模型(REF),选择菜单中的快捷特征选项,生成可用于对齐的特征(本例中生成的是三个互不平行的平面);

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2.选择菜单中的“自动创建”便可以在测试模型上自动生成对应的特征,选择“基于特征对齐”,将每一对平面对应上,状态显示所有自由度已经被约束,两个模型便已对齐完毕,可以进行三维比较了。

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三、检测流程

1.选择开始菜单的“3D比较”,点击应用可以通过调整左侧的参数以适应检测要求,根据色谱来判断模型不同位置的偏差,绿色为最佳,偏向红色说明测试模型在这个位置相对于参考模型有凸起,反之则偏向蓝色;

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2.如果有需要特别注明的部位,可以使用创建注释功能,注释的结果会在最终报告中显示;

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3.如果需要获得某个截面的偏差信息,那么可以使用2D比较功能,从而计算生成平面偏差图,所有的截面位置和平面偏差图都会被记录并显示在最终的结果报告上;

4.一般而言零件都会有公差要求,而在Control中也有非常便捷的功能判断测试模型与参考模型的偏差是否在设计公差之内。首先选择参考模型,将设计公差标注上,然后选择评估标注,便可以知道平面度、垂直度、平行度等是否符合设计公差,如果通过的话显示为绿色,反之则为红色;

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5.生成检测报告,可以浏览PDF获取检测信息,非常直观。

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至此,三维检测工作便已基本完成了,接下来便可以根据检验报告进行下一步的分析和再设计等工作。本次检测的零件与原三维模型的偏差都在公差范围之内,质量合格,由于与原模型高度一致,将测试模型导入专用软件,便可以让医生利用软件全真模拟手术流程。如果需要更直观地进行模拟训练,也可以将测试模型放入切片软件中准备3D打印,打印出来的模型是1:1还原的。

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三维检测的发展让人们看到了检测对象普适化以及检测过程便捷化的可能性。从原来只能扫描检测合适大小的实物,到现在大可测汽车、大巴,小可测精密零件;精度从0.5mm到0.02mm;基于三维扫描的三维检测正在跨越一个又一个里程碑。可以想见,随着三维检测技术的发展,检测对于生产效率的影响也会越来越小,准确度会越来越高,检测工作也会越来越轻松,但这并不意味着检测可以越来越随意。三维技术的发展的确提高了检测的效率,而无论何时,都需铭记检测工作应是一项非常严谨的工作。(三的部落工程师Mr.Cai供稿)