چگونه می توان از اسکنرهای سه بعدی برای کنترل کیفیت محصول استفاده کرد؟

احتمالا وقتی به تکنیک های سه بعدی فکر می کنید به یاد فیلم های آواتار و دایناسورها می افتید. فیلم هایی که تخیل را وارد زندگی می کنند. استفاده از تصاویر سه بعدی فقط محدود به فیلم های سینمایی نیست. در صنایع مختلف برای بررسی بهتر کیفیت محصول نیاز به تصاویر سه بعدی است و از فناوری اسکن سه بعدی برای تهیه این تصاویر استفاده می شود. فناوری اسکن سه بعدی هم اکنون کاربردهای بی شماری در صنایع گوناگون دارد.

اسکنرهای سه بعدی به ربات ها برای کنترل و مشاهده ی محیط اطراف خود کمک می کنند تا ربات بتواند تعامل درستی با دنیای بیرون خود داشته باشد. از این اسکنرهای سه بعدی همچنین می توان برای توسعه ی بازی های رایانه ای و تولید سفارشی محصولاتی مانند کفش، پروتزهای دندان پزشکی و ارتودونسی بدن استفاده کرد.

امروزه در صنایع گوناگون به جای بررسی دستی و زمان بر کیفیت محصولات که می تواند دقت کافی هم نداشته باشد از روش های سه بعدی استفاده می شود تا تمام ابعاد محصول مورد بررسی قرار بگیرد. اسکنرهای سه بعدی صنعتی براحتی می توانند قسمت های بزرگ یک ماشین مانند در آن و قسمت های کوچکتر مانند چراغ های LED را بررسی کنند. تصور اینکه اسکن سه بعدی در صنایعی مانند خودروسازی، پزشکی، الکترونیک و هوافضا وجود نداشته باشد، غیر ممکن است. در واقع اسکن سه بعدی جز جدایی ناپذیر این صنایع شده است.

چرا نیاز به اسکن سه بعدی است؟

در صنایع مختلف، تصاویر سه بعدی دقیقی از  محصول ساخته شده ایجاد می کنند. داده های اسکن شده می توانند به صورت دقیق در نقاط مختلف بررسی شوند و هم اینکه مستقیما با مدل های دیجیتالی مانند CAD مقایسه شوند. اگر تفاوتی بین مدل و محصول ساخته شده وجود داشته باشد، مشخص می گردد و مقدار خطا نیز معلوم است.

اسکنرهای سه بعدی سریع تر از ماشین های اندازه گیری مختصات هستند و مستقل از شرایط متغیر محیط عمل می کنند. بنابراین گزینه ی بسیار مناسبی برای تحلیل محصولات ورودی، نمونه برداری و نظارت بر تولید قطعات هستند. امروزه اسکنرهای سه بعدی به وفور استفاده می شوند و موفقیت زیادی در صنایع کسب کرده اند.

کنترل کیفیت یک گام مهم و اساسی در صنایع تولیدی است. اما هنوز هم بسیاری از شرکت ها از روش های بازرسی دستی برای کنترل کیفیت محصولات خود استفاده می کنند. عملیاتی که به بررسی دقیق تری نیاز داشته باشند از ماشین های اندازه گیری مختصات (CMM) استفاده می کنند.

اسکنرهای سه بعدی بسیار در حال فراگیر شدن هستند و بسیاری از شرکت هایی که دنبال ابزاری دقیق تر و کارامدتر نسب به ماشین های اندازه گیری مختصات هستند، هم اکنون از اسکنرهای سه بعدی استفاده می کنند. CMM و اسکنرهای سه بعدی ابزارهای خوبی برای اندازه گیری کیفیت محصولات هستند اما اسکنرهای های سه بعدی دارای مزیت های بیشتری هستند.

ابزارهای دستی بررسی کیفیت محصولات در هر جایی پیدا می شوند. خط کش و متر از جمله وسایلی هستند که در هر خانه، اداره و کارگاهی پیدا می شوند. اما این ابزار فقط برای کارهای دستی و کار با چوب مناسب هستند. کارهای صنعتی به ابزاری دقیق تر نیاز دارند. ابزاری مانند کولیس و فشارسنج می توانند اندازه گیری دقیق تری بدست آوردند. اما تمامی اندازه گیری ها را به صورت دستی انجام می دهند.

 مهندسین کنترل کیفیت کاری خسته کننده دارند و باید تمام قطعات را از نظر کیفیت به صورت دستی بررسی کنند. اما اگر از ابزارهای پیشرفته تری استفاده کنند، مطمئنا کارشان سبک تر و دقیق تر می شود.

مزایایی استفاده از اسکنرهای سه بعدی برای کنترل کیفیت چیست؟

همان طور که در بالا اشاره کردیم ابزارهای مختلفی برای کنترل کیفیت محصولات وجود دارند. اما برخی از این ابزارها مانند اسکنرهای سه بعدی روش های کارامدتری را برای این کار در اختیار تولید کننده ها و متخصصین کنترل کیفیت قرار می دهند. در ادامه به تعدادی از مزایای استفاده از اسکنرهای سه بعدی برای کنترل کیفیت محصولات می پردازیم.

حذف کارهای تکراری

در یک شرکت تولیدی کوچک وقتی که قطعات محصول ساخته می شوند، روی یک صفحه قرار می گیرند تا از نظر کیفیت مورد بررسی قرار بگیرند. در بسیاری از شرکت ها این مسئله کاری زمان بر است و در واقع می توان گفت که یک گلوگاه محسوب می شود. وقتی محصولی آماده می شود مهندسین کنترل کیفیت آن محصول را با ابزارهای دستی بررسی می کنند و سپس اطلاعات به دست آمده را ثبت می کنند. این اطلاعات دوباره توسط مهندسین بررسی می شود تا کیفیت محصولات بدست آید.

دقت بالا

قطعات محصول با دقت انعطاف پذیری ساخته می شوند. برای مثال دقت ورقه های آهن +/-۰.۰۰۵ است. بر اساس طراحی و سفارشی که مشتری داشته باشد می توان این دقت را بیشتر هم کرد. دقتی که اسکنرهای سه بعدی فراهم می کنند به اندازه ی  +/-۰.۰۰۱ است. اگر شرکتی تمایل به دقت بیشتر داشته باشد می تواند از اسکنر سه بعدی استفاده کنند.

نقاط بیشتر و کیفیت بهتر

صد تا از هزاران نقطه ای که اسکنرهای سه بعدی جمع آوری می کنند، بررسی دقیق تری نسبت به ماشین های کنترل مختصات فراهم می کنند. در ماشین های اندازه گیری مختصات (CMM) یک کاوشکر وجود دارد که در سه محور مختصات می تواند حرکت کند. هر زمان که این ماشین یک قسمت را لمس می کند، ابعاد سه بعدی آن ذخیره می شوند. به همین ترتیب نقاط زیادی به صورت دیجیتالی ذخیره می گردند که بعدا با مدل CAD مقایسه می شوند. در انتها، یک گزارش از کنترل کیفیت انجام می گیرد. مسئله ای که این روش دارد مدت زمانی است که کاوشگر باید حرکت کند تا تمام نقاط را بررسی نماید. در مقایسه با CMM، اسکنرهای سه بعدی هزاران یا حتی میلیون نقطه را در یک ثانیه بررسی می کنند.

حذف زمان برنامه نویسی CMM

هر قسمت که در دستگاه اندازه‌گیری مختصاتی بررسی می‌ شود نیاز به برنامه‌ ای دارد که باید ساخته شود. به طور معمول، برای هر ویژگی که باید بررسی شود، حداقل پنج دقیقه طول می‌ کشد تا برنامه نوشته شود. زمانی که این برنامه ساخته شد، می‌تواند بارها و بارها مورد استفاده قرار گیرد.

استفاده از داده های اسکن سه بعدی برای کنترل کیفیت

اندازه گیری برخی از ویژگی ها، سخت تر از بقیه ی ویژگی هاست. میزان تخت بودن و هم محوری دو معیاری هستند که اغلب اندازه گیری آن ها دشوارتر از بقیه است. در مقایسه با CMM، اسکنر سه بعدی برای اندازه گیری مسطح بودن، بسیار بهتر عمل می کند. CMM اغلب از ۹ نقطه برای اندازه گیری مسطح بودن استفاده می کند و علت آن هم زمان بر بودن بررسی نقاط بیشتر است. در مقابل این روش، روش استفاده از اسکنر سه بعدی می تواند خیلی سریع تر نقاط بیشتری را جمع آوری کرده و بررسی نماید.

منبع یک،