Kiểm tra sản xuất trong dây chuyền bằng hình ba chiều kỹ thuật số

Trong thập kỷ qua, hình ba chiều kỹ thuật số đã phát triển thành một trong những phương pháp nhanh nhất và đồng thời chính xác nhất để ghi lại địa hình bề mặt của các bộ phận trong dây chuyền sản xuất. Một bài báo khảo sát của các nhà khoa học Fraunhofer IPM trên tạp chí ‘Light: Advanced Manufacturing’ mô tả quá trình này diễn ra như thế nào. Một loạt các ứng dụng công nghiệp của cảm biến ảnh ba chiều kỹ thuật số được trình bày – từ lần lắp đặt đầu tiên trong sản xuất bề mặt làm kín cho ngành ô tô vào năm 2015 đến ứng dụng hiện tại trong sản xuất bộ xử lý có độ chính xác cao vào năm 2021.

Các cảm biến hình ba chiều cho phép các phép đo nội tuyến với độ chính xác xuống đến phạm vi micromet phụ trên các trường đo vĩ mô, khiến chúng trở nên độc nhất. Trong những năm qua, các hệ thống đo ba chiều kỹ thuật số ngày càng trở nên nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn để chúng cũng có thể được sử dụng trong các máy công cụ 5 trục để kiểm soát chất lượng.

Công nghệ đo 3D ba chiều kỹ thuật số cho phép đo cực nhanh và đồng thời, có độ chính xác cao về hình học 3D của các bộ phận được chế tạo. Nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật chụp ba chiều bắt đầu từ một phát minh vào năm 1948 nhưng nhờ công nghệ laser và máy ảnh mới cũng như bộ xử lý mạnh mẽ, công nghệ này hiện đã có sẵn để đảm bảo chất lượng.

Trong các phép đo ảnh ba chiều, thông tin về chiều cao thu được từ pha của ánh sáng laze được phản xạ hoặc tán xạ bởi đối tượng cần kiểm tra. Bằng cách kết hợp khéo léo một số tia laser với các bước sóng khác nhau, ngay cả các vật thể vĩ mô cũng có thể được đo với độ chính xác dưới micron.

“Các phép đo ba chiều kỹ thuật số hoạt động trên cả bề mặt phản chiếu và bề mặt mờ. Tiến sĩ Alexander Bertz, Giám đốc Nhóm tại Fraunhofer IPM cho biết, thực tế là các phép đo không phụ thuộc vào độ nhám của mẫu cộng với khả năng đo các sườn dốc khiến phương pháp này có thể áp dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp . “Là một phần mở rộng của giao thoa kế cổ điển, hình ba chiều kỹ thuật số cung cấp một tính năng rất hữu ích khác: Mặt sóng được tái tạo có thể được truyền bằng số. Điều này có nghĩa là mặt phẳng đối tượng có thể được lấy nét lại trong dữ liệu kỹ thuật số như mong muốn, ngay cả sau khi quá trình ghi đã hoàn tất. Điều này mang lại nhiều lợi thế cho các ứng dụng công nghiệp – đặc biệt là trong dây chuyền sản xuất.”

Hình ba chiều đa bước sóng kỹ thuật số có thể được sử dụng cho tất cả các ứng dụng trong đó các trường đo có kích thước vài centimet vuông phải được ghi lại và kiểm tra theo địa hình với độ chính xác dưới micron. Thời gian đo giếng tương đối ngắn dưới một giây cho phép kiểm tra định lượng 100 phần trăm trong dây chuyền, nơi mà trước đây chỉ có thể kiểm tra các mẫu ngẫu nhiên.

Để biết thêm thông tin: www.ipm.fraunhofer.de