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蔡司三坐標CONTURA 三維掃描儀COMET丹麥Unika應用案例

來源: 瀏覽: 發布日期:2019-07-15 11:18:23

  丹麥Unika公司是一家中型企業,它在注塑件生產方面擁有扎實的專業知識,受到世界各地客戶的肯定。憑借卓越的品質,甚至競爭對手也向該公司購買產品。包括蔡司三維光學掃描系統COMET、三坐標測量機CONTURA在內的蔡司測量解決方案為其品質保駕護航。

     機器:ZEISS COMET三維掃描儀、ZEISS CONTURA三坐標測量機

  領域:機械零部件、注塑件

  客戶:Unika / Ans / 丹麥

  執著于精度:Frank Fynbo是丹麥塑料零件制造商Unika的測量實驗室經理。

  現在是凌晨四點。Frank Fynbo打開了測量室的燈。在丹麥中部的Ans,四個小時以后太陽才會升起。這位測量實驗室經理先喝了一小口咖啡,然后打開了Lyngbakkevej Street生產車間的夜班同事為他準備的盒子。盒子里是各種塑料零件和用于生產這些塑料零件的復雜金屬注塑模具。

  當Frank的妻子和孩子還在睡覺時,他已經在操作ZEISS COMET系統檢查第一批零件。“我喜歡這么早來這里,”54歲的他說,“早上比較安靜,我可以更聚精會神地測量尺寸。”

  

三維掃描儀

 

  △ZEISS COMET 三維掃描儀正在

  對水泵的塑料外殼進行激光掃描

  精度是獨特賣點

  幾分鐘后,第一個塑料部件被放在轉臺上,發出深藍紫色的光芒。ZEISS COMET的三維測頭將結構光投射到組件上,它的相機捕捉光的反射,然后軟件使用三角測量來確定表面上每個點的位置——三維尺寸,可以精確到百分之幾毫米。

  生產注塑件的公司很多,但只有少數公司達到Unika的質量水平。精度是重要的獨特賣點;甚至競爭對手也在這里訂貨。例如,全球領先的水泵生產商Grundfos就在附近的Bjerringbro生產自己的注塑件。但對于復雜的零件,他們也喜歡使用Unika的技術,并交換測量數據,因為Grundfos也依賴ZEISS機器來保證質量。

  

蔡司三維掃描儀

 

  △只需要幾分鐘,Frank Fynbo就可以完成

  ZEISS COMET 三維掃描儀的測量設置。

  在很短時間內,水泵外殼的虛擬三維數據就會出現在顯示器上。鼠標點擊幾下,就可以得到假彩色偏差對比,顯示零件與Grundfos提供的CAD設計數據的偏差。紅色區域的材料太厚,藍色區域材料不足。Frank Fynbo點擊三維模型中的一些點,軟件就會顯示出這些點的準確偏差值。這位訓練有素、自1989年以來一直在Unika工作的工具制造工對此很滿意。一切都在預期的公差范圍內。在購買ZEISS COMET之前,Unika必須將部件送到外部服務提供商進行檢查,這樣做成本高昂,而且花費的時間大幅增加。

  

3D掃描儀

 

  從ZEISS COMET到計算機:真實零部件的精確圖像轉換成三維模型。

  

蔡司三維光學掃描

 

  幾乎一切都是綠色:ZEISS COMET在這個水泵外殼上只發現了微小的偏差。紅色區域的材料太厚,藍色區域材料不足。

  冷卻時的注意事項

  

蔡司掃描儀

 

  每分鐘都有新的塑料部件在這里生產:該注塑模具的上下模以80噸的力結合在一起,然后熱塑料射出并凝固。不久之后,模具打開并釋放高溫部件。

  

蔡司三維掃描儀

  離開注塑機后,塑料件在傳送帶上冷卻。完工的注塑件被收集在盒子里,并交給客戶。

  測量結果并不總是這樣令人滿意。在注塑成型中,將溫度高達350℃的熱塑性材料注射到壓力高達2000 bar的模具中,在Unika最大的注塑機中,注塑模具通過高達1500噸的力結合在一起。水或油流過模具,以受控的方式降低溫度,直到零部件凝固。當機器臂在一分鐘后將其從機器上取下并放在傳送帶上時,它仍然很燙,無法觸摸。只有24小時后它才會冷卻下來,并形成最終的形狀。

  在此之前它可以彎曲或扭曲,在最壞的情況下會無法使用。由于在注塑方面的豐富工藝知識和Frank Fynbo的細致,這種情況在Unika很少發生。

  在新產品的批量生產開始時,對于關鍵部件,Frank并不僅依賴于光學三維測量。他的測量室內還有一臺ZEISS CONTURA G2三坐標測量機,用于接觸式測量。Frank有時在這里檢查塑料零件,更多的是Unika在現代機床上制造的金屬注塑模具。模具的任何偏差都會在以后的注塑過程中反映出來,導致產品不合格。

三維光學掃描儀

  △Unika依賴于蔡司的精度:有了ZEISS COMET和ZEISS CONTURA,可對注塑模具及零件進行高精度測量。

  結合使用的蔡司機器

  Unika于2010年購買ZEISS CONTURA后,Frank一直在使用該系統。他還負責操作2014年購買的一臺ZEISS DURAMAX測量機,該機器用于在車間中進行快速的質量控制。若測量任務增加,毫無疑問下一臺機器也將來自蔡司。

  

蔡司三坐標

 

  Frank說:“是機器和軟件打動了我們,我們最大的客戶Grundfos也只使用蔡司的機器。”

  由于其光學測量原理,ZEISS COMET系統完美地補充了ZEISS CONTURA的接觸式測量局限性。用于COMET的ZEISS colin3D軟件也與用于蔡司三坐標機器的ZEISS CALYPSO軟件兼容。光學測量數據保存為STL文件,并加載到ZEISS CALYPSO軟件中。這使光學測量和接觸式測量的疊加成為可能,并對目標偏離值和實際值作出更詳細的說明。所有數據都是永久存儲,并且在客戶要求時隨時可用。

  小零件,大挑戰

  ZEISS COMET自2017年開始投入運行。這臺機器要測量的部件幾乎沒有大頭針的針頭大:用于眼鏡架鉸鏈的膠針。Fynbo回憶說:“由于它的尺寸太小,我無法在ZEISS CONTURA三坐標測量機上測量,所以我們選擇了ZEISS COMET 3D掃描儀。當然,如今它不僅能測量眼鏡架的膠針,還能測量各種塑料部件或工具。提供用于不同量程范圍的四個鏡頭組。在蔡司為期兩天的培訓課程中,Frank Fynbo學習了如何操作3D測頭。“我可以馬上開始測量,但當然我每天都在學習。

  ZEISS COMET在逆向工程中也發揮著重要作用。有時客戶帶來的零件沒有CAD數據,有時甚至只有木制的模型,他們的要求是,“用塑料把它制造出來”。若缺少設計數據,可以使用ZEISS COMET系統生成設計數據。該工作以部分自動化的方式進行;完成的CAD文件由Unika的設計工程師進行微調。然后以迭代方式完成流程的其余部分。該工具通過數據制造,數據首先由ZEISS COMET測量,并與CAD數據進行比較。如果一切正常,則將工具安裝在注塑機上,用塑料制造一些部件。

  

蔡司三坐標

 

  用ZEISS COMET再次檢查這些部件。如果有偏差,則使用ZEISS CONTURA對工具進行返工,并以更高的精度進行測量。然后再次安裝工具,整個過程重新開始,直到最后一切都合格。

  Frank Fynbo目前正在與首席執行官Bo Johansen和董事會主席Steen Johansen討論購買另一臺ZEISS CONTURA。這臺機器將位于生產注塑件的上層車間。該車間實施三班倒作業,24小時連續運行,然后由員工連續檢查質量。Frank笑著說:“我早上就可以多睡一會兒了。”

  

蔡司三坐標測量儀

  精密塑料零件需要精密注塑工具。來自蔡司CONTURA三坐標測量機確保其在Unika的質量。